(57)【要約】【課題】  回分式活性汚泥法による排水処理装置の曝気効率を向上させるとともに、排水処理装置の製造コストを低減させる。【解決手段】  活性汚泥を利用した排水処理装置１０であって、胴部１１−１が円筒状であり、底面１１−２が凸Ｒ状に傾斜した処理槽１１と、前記底面１１−２の中央部に備えられた筒状散気装置１３とを有する排水処理装置１０とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性汚泥を利用した排水処理装置であって、胴部が円筒状であり、底面が凸Ｒ状に傾斜した処理槽と、前記底面の中央部に備えられた筒状散気装置とを有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の排水処理装置が、前記凸Ｒ状の底面の端部上から不要物を抜取って当該排水処理装置の外部に排出する抜取り部を備えたことを特徴とする排水処理装置。
【請求項３】
前記処理槽が、鋼板からなることを特徴とする請求項１又は２記載の排水処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の排水処理装置において、前記活性汚泥に含まれる微生物が、前記円筒状の胴部及び前記凸Ｒ状の底面の曲面に沿って攪拌されることを特徴とする排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性汚泥法を利用した排水処理装置に関し、特に処理槽を円筒状に構成するとともに、その底面を凸Ｒ状に傾斜させ、底面の中央部に筒状散気装置を設置することにより、曝気効率を向上させた排水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機性の工場排水処理においては、活性汚泥を用いて、排水における有機物を活性汚泥に含まれる微生物により無機物に分解して浄化する方法が広く行われている。
このような排水処理では、一般に排水を処理槽に流入して曝気することにより、微生物を活性化させて分解作用を促進させている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、処理槽にＬ字形の散気管を設けるとともに、その散気管の長手方向中央部の一定領域内に散気の出ない閉塞部を形成することで、処理槽内の水流を均一化する排水処理装置が提案されている。
また、特許文献２には、曝気槽と沈殿槽からなる排水処理装置が開示されており、装置の大型化や固形分のキャリーオーバーの防止、装置の製造コストの抑制が可能であることが記載されている。
さらに、特許文献３には、活性汚泥と酵母菌との混合系の微生物群を有する反応槽と、排水の投入を調整する調整槽と、反応槽内を曝気する散気手段と、反応槽からの流出水を固液分離する固液分離槽とを備えた生物学的排水処理装置が開示されており、これによれば高負荷運転の場合や負荷変動が大きい場合でも安定した処理が可能とされている。
【０００４】
図４は、これらのような従来の排水処理装置の例を示す斜視図及び断面図である。同図に示すように従来の排水処理装置１００において、処理槽１０１は一般に直方体状であり、胴部１０１−１及び底面１０１−２は、平面で構成され、コンクリートにより構成されている。また、処理槽１０１には、その底面１０１−２上から余剰汚泥等を抜取るための抜取り部１０２と、散気装置として、パイプ配管式散気管１０３−１，１０３−２が備えられている。
【０００５】
このようなパイプ配管式散気管は、その構造上目詰まりしやすいという問題があった。すなわち、このようなパイプ配管式散気管は、エアー吹き出し口が小さく、エアーの吹き出しに対する抵抗が大きいことから、目詰まりしやすくなっており、数年ごとにメンテナンスを行う必要のあるものであった。また、エアーの吹き出しに必要なエネルギー消費量が大きいため、運転コストが比較的高くなるという問題もあった。さらに、このように散気装置が目詰まりしやすいことから、一般に反応槽とは別個に、固形分を分離する槽が必要となるものであった。
【０００６】
このような散気装置に関する問題を解決することの可能な排水処理装置としては、従来、図５に示すようなものが実用化されている。
この排水処理装置は、ＯＨＲ（登録商標）式エアレータ（以下、同様の機能を備えた散気装置を筒状散気装置と称する。）を使用した排水処理装置である。この排水処理装置において使用されている筒状散気装置は、その構造上目詰まりをする部分を有しないことから、目詰まりが発生せず、メンテナンスが不要になるという特性を備えている。また、このような排水処理装置によれば、エアーが大口径の吹き出し口から押し出されるため、ブロワーの負担が軽減され、運転コストを低減することも可能となっている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２８２８７９号公報
【特許文献２】特開２００３−３９０８９号公報
【特許文献３】特開２００３−２００１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような筒状散気装置を使用しても、１台の筒状散気装置が曝気可能な範囲には、一定の限界があるため、処理槽の容積が大きくなる程、より多くの筒状散気装置が必要となり、排水処理装置の製造コストを上昇させてしまうという問題があった。
図６及び図７は、複数の筒状散気装置を必要とする排水処理装置の例を示す上面図である。１台の筒状散気装置により曝気可能な範囲を点線により示した範囲内であるとすると、それぞれの反応槽内全体を十分に曝気するためには、図６の場合には２台、図７の場合には３台の筒状散気装置を使用しなければならず、それでもなお曝気の不充分な部分が生じている。
ここで、排水処理装置の構造に工夫を凝らすことにより、相対的に筒状散気装置の処理能力を向上させることができれば、この筒状散気装置を用いた排水処理装置の製造コストを低減させることができると考えられる。
【０００９】
本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、活性汚泥を利用した排水処理装置において、処理槽を円筒状に構成し、その底面を凸Ｒ状に傾斜させて、底面の中央部に筒状散気装置を設置することで、曝気効率の向上させ、その曝気可能範囲を拡大させた排水処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の排水処理装置は、活性汚泥を利用した排水処理装置であって、胴部が円筒状であり、底面が凸Ｒ状に傾斜した処理槽と、底面の中央部に備えられた筒状散気装置とを有する構成としてある。
排水処理装置をこのような構成にすれば、胴部が円筒状であるため、曝気にあたり、その流体（水流）特性を生かすことができる。すなわち、直方体状の排水処理装置においては、壁角において水流に淀みが発生するが、本発明の排水処理装置は、胴部が円筒状であるため、水流の淀みが発生しにくく、曝気効率を向上させることが可能となっている。
【００１１】
また、従来の直方体状の排水処理装置は、一般にコンクリートの分厚い壁面により構成され、地中に設置される場合も少なくないが、本発明の排水処理装置は、胴部を円筒状としていることから、内水圧に対する強度が高く、排水処理装置を薄い鋼板で製造することができ、これを地上設置とすることもできる。このため、排水処理装置の製造コストを低減することが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明の排水処理装置は、底面が凸Ｒ状に傾斜している。これにより、底面が平面の場合に比較して、曝気効率が向上し、曝気可能範囲を拡大することが可能となっている。
また、従来の直方体状の排水処理装置を鋼板で構成すると、底面が平面であることから、雨などが底面とコンクリート土台との間に染み込むと、そのまま滞水してしまい、錆びやすくなるという問題があった。しかしながら、本発明の排水処理装置は、底面が凸Ｒ状に傾斜しているため、底面とコンクリート土台との間の水はけが良く、排水処理装置を鋼板で構成した場合でも、その底面の鋼板を錆びにくくすることが可能となっている。
【００１３】
また、本発明の排水処理装置は、凸Ｒ状の底面の端部上から不要物を抜取って当該排水処理装置の外部に排出する抜取り部を備えた構成としてある。
排水処理装置をこのような構成にすれば、底面が凸Ｒ状であることから、ヘドロなどの沈降物、ゴミなどの不純物質、及び余剰汚泥等の不要物を容易に除去することが可能となる。
すなわち、底面を凸Ｒ状にすることによって、不要物が底面の周辺部に集まりやすく、この周辺部に不要物を抜取るための抜取り部を備えることで、余剰汚泥等を容易に除去することが可能となっている。
【００１４】
また、本発明の排水処理装置は、処理槽が、鋼板からなる構成としてある。
排水処理装置をこのような構成にすれば、鉄鋼工場で鋼板を加工し、排水処理装置の設置現場では、加工した鋼板を溶接して組み立てるだけで、排水処理装置を製造することができる。
このため、従来のコンクリート性の排水処理装置に比較すると、製造工期を大きく短縮することが可能となる。
さらに、排水処理装置を鋼板で構成すれば、従来より材料費を低減することもでき、全体として製造コストを低下させることが可能となる。
【００１５】
また、本発明の排水処理装置は、活性汚泥に含まれる微生物が、円筒状の胴部及び凸Ｒ状の底面の曲面に沿って攪拌される構成としてある。
排水処理装置をこのような構成にすれば、曝気効率の向上に加えて、活性汚泥そのものの自己消化、すなわち排水中の有機物を分解する微生物に対する原生動物などによる捕食作用等も促進されるため、余剰汚泥の発生を抑えたバランスの良い排水処理を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、活性汚泥を利用した排水処理装置において、処理槽を円筒状に構成し、その底面を凸Ｒ状に傾斜させて、底面の中央部に筒状散気装置を設置することで、排水処理装置の曝気効率を向上させることができ、筒状散気装置による曝気可能範囲を拡大することが可能となる。
また、排水処理装置をこのような構成とすることにより、結果としてさらに以下の効果を得ることが可能となっている。
【００１７】
すなわち、排水処理装置の処理槽の胴部を円筒状にすることにより、内水圧に対する強度が向上するため、排水処理装置を薄い鋼板で製造し、これを地上設置とすることも可能となる。さらに、排水処理装置を鋼板で製造できることから、排水処理装置の工期を短縮でき、製造コストを低減させることが可能となる。
【００１８】
さらに、排水処理装置の底面を凸Ｒ状に傾斜させることにより、底面とコンクリート土台との間の水はけを向上させることができ、排水処理装置を鋼板により構成した場合でも、その底面の鋼板を錆びにくくすることが可能となる。また、底面が凸Ｒ状であることから、底面の端部上に備えられた抜取り部により、ヘドロなどの沈降物や余剰汚泥等を容易に除去することが可能となる。
【００１９】
また、本発明の排水処理装置は、処理槽を円筒状とし、底面を凸Ｒ状とすることで、活性汚泥の馴化と曝気のバランスが良く、活性汚泥そのものの自己消化等により増殖を抑えることが可能となっている。このため、余剰汚泥を除去するために別個に沈殿分離槽や脱水装置を必要とせず、産業廃棄物の処理に必要なコストを低減することも可能となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る排水処理装置の好ましい実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、本実施形態の排水処理装置の斜視図及び断面図である。図２は、本実施形態の排水処理装置の上面図である。図３は、本実施形態の排水処理装置における曝気のようすを示す図である。
本実施形態の排水処理装置は、排水処理方式として回分式活性汚泥法を用いるものである。すなわち、単一の処理槽によって、汚水の流入、曝気及び活性汚泥処理、静置沈殿、処理水の放流の各工程を２４時間サイクルで、繰り返し行い、排水を浄化するものである。
図１に示すように、本実施形態の排水処理装置１０は、処理槽１１を有しており、この処理槽１１の胴部１１−１は、円筒状としてある。また、処理槽１１の底面１１−２は、凸Ｒ状としてある。そして、底面１１−２の中央部に、筒状散気装置１３を有している。
【００２１】
このように胴部１１−１を円筒状とし、さらに底面１１−２を凸Ｒ状とすることによって、本実施形態の排水処理装置１０は、従来の排水処理装置に比較して曝気効率が向上し、曝気可能範囲を拡大することが可能となっている。すなわち、活性汚泥に含まれる微生物が、円筒状の胴部、凸Ｒ状の底面の曲面に沿って攪拌され、曝気可能範囲を拡大するものとなっている。また、曝気効率の向上に伴い、活性汚泥そのものの自己消化、すなわち排水中の有機物を分解する微生物に対する原生動物などによる捕食作用等も促進されるため、微生物の過剰な増殖が抑制され、余剰汚泥の発生を抑えたバランスの良い排水処理が可能なものとなっている。
【００２２】
次に、曝気可能範囲の拡大について、図２を参照して説明する。同図において、筒状散気装置１３と同心円状に点線Ｓで表示されている範囲は、排水処理装置１０の底面１１−２が、仮に平面上に形成されているとした場合の曝気可能範囲を示すものである。これに対し、一点鎖線Ｌで示されている範囲は、本実施形態の底面１１−２が凸Ｒ状である場合の曝気可能範囲を示すものである。
このように、本実施形態の排水処理装置１０によれば、底面１１−２を凸Ｒ状とすることによって、筒状散気装置１３の処理能力を向上させることが可能となる。このため、従来に比較して、同一体積当りの排水につき、より少ない筒状散気装置１３を使用して曝気を行うことが可能となっている。
【００２３】
例えば、本実施形態の排水処理装置１０と容量が同一で、直方体状の従来の排水処理装置の処理槽内を十分に曝気するためには、図６に示すように２台の散気装置を、その処理槽内に設置する必要がある。
また、本実施形態の排水処理装置１０と容量が同一で、その胴部を円筒状とし、底面を平面とした場合は、図７に示すように、３台の散気装置が必要となる。
【００２４】
しかしながら、本実施形態の排水処理装置１０は、その底面１１−２が凸Ｒ状であるため、曝気可能範囲が拡大され、図２に示すように１台の筒状散気装置１３によって、処理槽１１内全体を十分に曝気することが可能となっている。
このように、本実施形態の排水処理装置１０は、より少ない筒状散気装置２０でより多量の排水を処理することを可能とするものである。
【００２５】
なお、排水処理装置１０は、底面１１−２の中央部に、筒状散気装置１３を有しているが、このように筒状散気装置１３を底面１１−２の中央部に設置することで、この筒状散気装置１３により排水処理装置１０内を均等に曝気することが可能となっている。
【００２６】
また、この筒状散気装置１３としては、大口径の空気吹き出し口を備えた散気装置とすることが好ましい。このような筒状散気装置１３を、本実施形態の胴部１１−１が円筒状で底面１１−２が凸Ｒ状の排水処理装置１０に使用することで、従来と比較して、より強力な循環流を作り出すことが可能となる。もちろん、従来のパイプ配管式散気装置で問題となっていた配管の目詰まりを排除することもでき、排水処理装置１０のメンテナンスを不要とすることも可能となる。さらに、空気を排水中に吹き出す際の抵抗を低減できることから、散気装置の運転コストを低減することも可能となる。
このような筒状散気装置１３としては、ＯＨＲ（登録商標）式エアレータを使用することが好ましい。図３は、散気装置としてＯＨＲ（登録商標）式エアレータを使用した場合における曝気のようすを示す図である。
【００２７】
また、本実施形態の排水処理装置１０は、図１に示すように、処理槽１１の底面１１−２の端部上から胴部１１−１を通して、抜取り部１２を備えている。
処理槽１１内で余剰汚泥等の不要物が沈降すると、底面１１−２が凸Ｒ状であることから、これらは底面１１−２の端部に集められる。抜取り部１２は、この不要物を底面１１−２の端部から抜取って、排水処理装置１０の外部に排出するものである。
【００２８】
処理槽１１内の不要物の除去は、曝気を停止して５〜１０分の時間内に抜取り部１２から行う。これによって、処理槽１１内に必要な活性汚泥を残存させることができる。
また、余剰汚泥の除去は、曝気を停止して、活性汚泥を静置・沈殿し、所定の時間に抜取り部１２から行う。この所定の時間については、予め抜取りの流速及びＳＶ（沈降時間）を測定し、これらにもとづき算出しておく。これによって、必要な活性汚泥を残存させて、余剰汚泥を回収することができる。
【００２９】
さらに、本実施形態の処理槽１１は、鋼板により構成されている。すなわち、本実施形態の処理槽１１は、その胴部１１−１が円筒状に構成されているため、内水圧に耐えるのに十分な強度を従来の直方体状の排水処理装置に比較して容易に得ることができ、分厚いコンクリートではなく、薄い鋼板により構成することが可能となる。その結果、製造コストを低減することが可能となっている。
また、処理槽１１の底面１１−２を凸Ｒ状としているため、底面１１−２とコンクリート土台との間の水はけが良く、処理槽１１を鋼板で構成した場合でも、その底面の鋼板を錆びにくくすることが可能となっている。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態の排水処理装置１０によれば、処理槽１１を円筒状に構成し、その底面１１−２を凸Ｒ状に傾斜させ、底面１１−２の中央部に筒状散気装置１３を設置することで、筒状散気装置１３の曝気可能範囲を拡大することが可能となる。また、排水処理装置１０を薄い鋼板で製造でき、製造コストを低減することが可能となる。さらに、排水処理装置１０を鋼板で製造しても、底面１１−２が凸Ｒ状であることから、この底面１１−２の錆びつきを抑制することが可能となる。また、底面１１−２が凸Ｒ状であることから、余剰汚泥等の除去効率を向上させることも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、特に食品産業における工場排水処理装置として好適に利用可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態の排水処理装置の斜視図及び断面図である。
【図２】本発明の実施形態の排水処理装置の上面図である。
【図３】本発明の実施形態の排水処理装置における曝気のようすを示す図である。
【図４】従来の排水処理装置の斜視図及び断面図である。
【図５】従来のＯＨＲ式散気装置を使用した排水処理装置における曝気のようすを示す図である。
【図６】従来のＯＨＲ式散気装置を使用した排水処理装置の上面図（１）である。
【図７】従来のＯＨＲ式散気装置を使用した排水処理装置の上面図（２）である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  排水処理装置
１１  処理槽
１１−１  胴部
１１−２  底面
１２  抜取り部
１３  筒状散気装置
１００  排水処理装置
１０１  処理槽
１０１−１  胴部
１０１−２  底面
１０２  抜取り部
１０３−１  パイプ配管式散気装置
１０３−２  パイプ配管式散気装置
【図１】
2005342586.tif 000003
【図２】
2005342586.tif 000004
【図３】
2005342586.tif 000005
【図４】
2005342586.tif 000006
【図５】
2005342586.tif 000007
【図６】
2005342586.tif 000008
【図７】
2005342586.tif 000009