(57)【要約】【課題】  沈殿部からの沈殿物を浮上するガスで沈殿部内へ戻し、巻き上げないようにする有機性排水処理装置を提供する。【解決手段】  槽内底部に反応部１２が形成される処理槽１１と、反応部１２中へ有機性排水を供給する供給管２１と、上端が水面上に突出する沈殿部３１と、沈殿部３１の下方に配置され、沈殿部３１の下側の開口３６ａへ向かって浮上するガスを捕集するガス捕集部４１と、ガス捕集部４１内のガスを水面上へ排出する排気管４２と、沈殿部３１内に配設され、螺旋通路５２を形成する螺旋通路形成部材５１と、沈殿部３１外の処理水を沈殿部３１内の螺旋通路形成部材５１よりも下側へ供給する処理水供給部７１と、沈殿部３１内の処理水を処理槽１１外へ排出する排水部８１と、沈殿部３１の開口３６ａへガスが流入するのを阻止し、開口３６ａからの沈殿物をガス捕集部４１伝いに通過させる環状邪魔板９１とを備えている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下端が開口し、上端が水面上に突出する筒部を有する沈殿部と、
この沈殿部の下方に配置され、前記沈殿部の下側の開口へ向かって浮上するガスを捕集する下方へ拡がったガス捕集部と、
このガス捕集部に下端が接続され、前記ガス捕集部内のガスを水面上へ排出する排気管と、
前記沈殿部内に配置され、下方から上方へ螺旋通路を形成する螺旋通路形成部材と、
前記沈殿部外の処理水を前記沈殿部内の前記螺旋通路形成部材よりも下側へ供給する処理水供給部と、
前記沈殿部内の上部から処理水を前記沈殿部外へ排出する排水部と、
を備えることを特徴とする固液分離機構。
【請求項２】
請求項１に記載の固液分離機構において、
前記螺旋通路形成部材は外側縁から内側縁へ下降するように傾斜する螺旋通路を形成する、
ことを特徴とする固液分離機構。
【請求項３】
請求項２に記載の固液分離機構において、
前記螺旋通路形成部材の中心部に沈殿物落下用開口を設けた、
ことを特徴とする固液分離機構。
【請求項４】
請求項１に記載の固液分離機構において、
前記排気管は前記沈殿部の中心部を貫通し、
前記螺旋通路形成部材は前記沈殿部の内側と前記排気管との間に外側縁から内側縁へ下降するように傾斜する螺旋通路を形成し、
前記排気管と前記螺旋通路形成部材との間に沈殿物を落下させる沈殿物落下用開口を設けた、
ことを特徴とする固液分離機構。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の固液分離機構において、
前記沈殿部の下側の開口へガスが流入するのを阻止し、前記沈殿部の下側の開口からの沈殿物を前記ガス捕集部の上側伝いに通過させる環状邪魔板を配置した、
ことを特徴とする固液分離機構。
【請求項６】
槽内底部に嫌気性汚泥層からなる反応部が形成される処理槽と、
前記反応部中へ有機性排水を上向流で供給する供給管と、
前記処理槽内の前記反応部の上方に配置され、上下端が開口するとともに、上端が水面上に突出する筒部を有する沈殿部と、
この沈殿部の下方に配置され、前記沈殿部の下側の開口へ向かって浮上するガスを捕集する下方へ拡がったガス捕集部と、
このガス捕集部に下端が接続され、前記ガス捕集部内のガスを水面上へ排出する排気管と、
前記沈殿部内に配置され、下方から上方へ螺旋通路を形成する螺旋通路形成部材と、
前記沈殿部外の処理水を前記沈殿部内の前記螺旋通路形成部材よりも下側へ供給する処理水供給部と、
前記沈殿部内の上部から処理水を前記処理槽外へ排出する排水部と、
を備えることを特徴とする有機性排水処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の有機性排水処理装置において、
前記螺旋通路形成部材は外側縁から内側縁へ下降するように傾斜する螺旋通路を形成する、
ことを特徴とする有機性排水処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の有機性排水処理装置において、
前記螺旋通路形成部材の中心部に沈殿物落下用開口を設けた、
ことを特徴とする有機性排水処理装置。
【請求項９】
請求項６に記載の有機性排水処理装置において、
前記排気管は前記沈殿部の中心部を貫通し、
前記螺旋通路形成部材は前記沈殿部の内側と前記排気管との間に外側縁から内側縁へ下降するように傾斜する螺旋通路を形成し、
前記排気管と前記螺旋通路形成部材との間に沈殿物を落下させる沈殿物落下用開口を設けた、
ことを特徴とする有機性排水処理装置。
【請求項１０】
請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の有機性排水処理装置において、
前記沈殿部の下側の開口へガスが流入するのを阻止し、前記沈殿部の下側の開口からの沈殿物を前記ガス捕集部の上側伝いに通過させる環状邪魔板を配置した、
ことを特徴とする有機性排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、固液混合液を固体と液体とに分離する固液分離機構、および、有機性排水中の有機物を、嫌気性汚泥層を構成する嫌気性微生物からなるグラニュールや、その前駆体（小粒径のグラニュール）である自己造粒汚泥（単に“汚泥”とも記す。）で最終的にメタンと二酸化炭素とを主成分とする嫌気性ガスに分解して有機物を除去し、有機物の分解が済んだ処理水を、発生した嫌気性ガス、および、汚泥から分離して排出する有機性排水処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の有機性排水処理装置は、沈殿部へ処理水を接線方向に供給して沈殿部内に旋回する渦流を発生させ、この渦流を利用して処理水中に含まれている汚泥を沈降させることにより、処理水から汚泥を除去する構成とされている。
【特許文献１】特表平７−５０７２３３号公報
【特許文献２】特開平１０−１６５９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した特許文献１に記載されている有機性排水処理装置は、反応部から浮上するガスを沈殿部の外側へ処理水とともに供給して浮上させ、大気へ放出させた後、沈殿部内で処理水から汚泥を分離する構成とされている。
しかし、沈殿部が有底であるので、沈殿部内の沈殿物（汚泥）を反応部へ返送するための返送機構を必要とする。
【０００４】
次に、特許文献２に記載されている有機性排水処理装置は、反応部から浮上するガスを捕集して排出する機構を備えているものの、沈殿部の外側に仕切壁を設けて沈殿部へのガスの流入を阻止しているので、構成が複雑になる。
また、特許文献２に記載されている有機性排水処理装置は、沈殿部が有底であるので、沈殿部内の沈殿物を反応部へ返送するための返送機構を必要とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、以下のような発明である。
（１）この発明の固液分離機構は、上下端が開口し、上端が水面上に突出する筒部を有する沈殿部と、この沈殿部の下方に配置され、前記沈殿部の下側の開口へ向かって浮上するガスを捕集する下方へ拡がったガス捕集部と、このガス捕集部に下端が接続され、前記ガス捕集部内のガスを水面上へ排出する排気管と、前記沈殿部内に配置され、下方から上方へ螺旋通路を形成する螺旋通路形成部材と、前記沈殿部外の処理水を前記沈殿部内の前記螺旋通路形成部材よりも下側へ供給する処理水供給部と、前記沈殿部内の上部から処理水を前記沈殿部外へ排出する排水部とを備えることを特徴とする。
（２）（１）に記載の固液分離機構において、前記螺旋通路形成部材は外側縁から内側縁へ下降するように傾斜する螺旋通路を形成することを特徴とする。
（３）（２）に記載の固液分離機構において、前記螺旋通路形成部材の中心部に沈殿物落下用開口を設けたことを特徴とする。
（４）（１）に記載の固液分離機構において、前記排気管は前記沈殿部の中心部を貫通し、前記螺旋通路形成部材は前記沈殿部の内側と前記排気管との間に外側縁から内側縁へ下降するように傾斜する螺旋通路を形成し、前記排気管と前記螺旋通路形成部材との間に沈殿物を落下させる沈殿物落下用開口を設けたことを特徴とする。
（５）（１）から（４）のいずれか１つに記載の固液分離機構において、前記沈殿部の下側の開口へガスが流入するのを阻止し、前記沈殿部の下側の開口からの沈殿物を前記ガス捕集部の上側伝いに通過させる環状邪魔板を配置したことを特徴とする。
（６）この発明の有機性排水処理装置は、槽内底部に嫌気性汚泥層からなる反応部が形成される処理槽と、前記反応部中へ有機性排水を上向流で供給する供給管と、前記処理槽内の前記反応部の上方に配置され、上下端が開口するとともに、上端が水面上に突出する筒部を有する沈殿部と、この沈殿部の下方に配置され、前記沈殿部の下側の開口へ向かって浮上するガスを捕集する下方へ拡がったガス捕集部と、このガス捕集部に下端が接続され、前記ガス捕集部内のガスを水面上へ排出する排気管と、前記沈殿部内に配置され、下方から上方へ螺旋通路を形成する螺旋通路形成部材と、前記沈殿部外の処理水を前記沈殿部内の前記螺旋通路形成部材よりも下側へ供給する処理水供給部と、前記沈殿部内の上部から処理水を前記処理槽外へ排出する排水部とを備えることを特徴とする。
（７）（６）に記載の有機性排水処理装置において、前記螺旋通路形成部材は外側縁から内側縁へ下降するように傾斜する螺旋通路を形成することを特徴とする。
（８）（７）に記載の有機性排水処理装置において、前記螺旋通路形成部材の中心部に沈殿物落下用開口を設けたことを特徴とする。
（９）（６）に記載の有機性排水処理装置において、前記排気管は前記沈殿部の中心部を貫通し、前記螺旋通路形成部材は前記沈殿部の内側と前記排気管との間に外側縁から内側縁へ下降するように傾斜する螺旋通路を形成し、前記排気管と前記螺旋通路形成部材との間に沈殿物を落下させる沈殿物落下用開口を設けたことを特徴とする。
（１０）（６）から（９）のいずれか１つに記載の有機性排水処理装置において、前記沈殿部の下側の開口へガスが流入するのを阻止し、前記沈殿部の下側の開口からの沈殿物を前記ガス捕集部の上側伝いに通過させる環状邪魔板を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、沈殿部の下方に、沈殿部の下側の開口へ向かって浮上するガスを捕集するガス捕集部を配置することにより、浮上するガスが沈殿部の下側の開口から沈殿部内へ進入するのを阻止したので、沈殿部からの沈殿物を浮上するガスで沈殿部内へ戻し、巻き上げなくなるため、汚泥除去率の高い処理水を簡単な構成で得ることができる。
また、螺旋通路形成部材で沈殿部内に下方から上方へ螺旋通路を形成したので、長い螺旋通路によって沈殿表面積を増加させることができ、長い螺旋通路内を、処理水を均一に上向きで流動させることができるとともに、螺旋通路の底を形成する螺旋通路形成部材伝いに沈殿物を落下させることができる。
そして、螺旋通路を螺旋通路形成部材の外側縁から内側縁へ下降するように傾斜させたので、螺旋通路の底を形成する螺旋通路形成部材の内側伝いに沈殿物を落下させ、沈殿物の落下を促進させることができる。
また、螺旋通路形成部材の中心部に沈殿物落下用開口を設けたので、沈殿物を再度懸濁させることなく落下させることができる。
さらに、沈殿部の下側の開口へガスが流入するのを阻止する環状邪魔板を配置したので、浮上するガスが沈殿部の下側の開口から沈殿部内へ進入するのをさらに阻止できることにより、汚泥除去率の一層高い処理水を簡単な構成で得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１はこの発明の第１実施例である有機性排水処理装置の縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に相当する平断面図、図３は図１に示した固液分離機構の斜視図、図４は図１に示した螺旋通路形成部材の一例を示す斜視図である。
なお、図３において、環状邪魔板の図示が省略されている。
【０００８】
図１において、有機性排水処理装置Ｄは、槽内底部に嫌気性汚泥層からなる反応部１２が形成される、例えば、平面形状が円形で密閉された処理槽１１と、この処理槽１１内の反応部１２中へ有機性排水を上向流で供給するように、処理槽１１の下側に接続された供給管２１と、この処理槽１１の天井に一端が接続され、処理槽１１内のガスを大気へ放出するガス抜き管２２と、処理槽１１内の反応部１２の上方に配置され、上端が水面上に突出する円筒部３２の下側に下方へ窄む円錐台部３６が連なる沈殿部３１と、円錐台部３６の下方に配置され、円錐台部３６の下端の開口３６ａへ向かって浮上するガスを捕集する下方へ開口３６ａの大きさ以上に拡がった円錐状のガス捕集部４１と、このガス捕集部４１に下端が接続され、沈殿部３１の中心部を貫通してガス捕集部４１内のガスを水面上へ排出する排気管４２と、沈殿部３１の太経円筒部３３の内側と排気管４２との間に外側縁から内側縁へ下降するように傾斜する螺旋通路５２を形成する螺旋通路形成部材５１と、円錐台部３６の下端と排気管４２との隙間からなる沈殿物落下通路用開口６１と、処理槽１１内の反応部１２を通過して浮上する処理水を沈殿部３１の円筒部３２内の螺旋通路形成部材５１よりも下側へ接線方向に供給する、例えば、９０度分割で円筒部３２の外側に取り付けられた４つ（複数）の処理水供給部７１と、沈殿部３１内の上部から処理水を処理槽１１外へ排出する排水部８１と、円錐台部３６とガス捕集部４１との間に配置され、沈殿物落下通路用開口６１へガスが流入するのを阻止し、沈殿物落下通路用開口６１からの沈殿物をガス捕集部４１の上側伝いに通過させる環状邪魔板９１とで構成されている。
【０００９】
上記した沈殿部３１は、上端が水面上に突出する円筒部３２と、この円筒部３２の下端に連なる円錐台部３６とで構成されている。
そして、円筒部３２は、上端の開口３３ａが水面上に突出する太径円筒部３３と、この太径円筒部３３の下端に連なる下方が開放した下方へ窄む円錐台接続部３４と、この円錐台接続部３４の下端に連なり、下端に円錐台部３６が連なる小径円筒部３５とで構成されている。
【００１０】
上記した螺旋通路形成部材５１は、この実施例では図４に示すように、中心角で６０度ずつ周方向へずらせて６枚を使用し、排気筒４２の外周の上下に下方から上方へ向かう６つの螺旋通路５２を形成している。
そして、螺旋通路形成部材５１の内側縁には、排気管４２との間に沈殿物を上から下まで落下させる沈殿物落下用開口５３が設けられている。
【００１１】
上記した処理水供給部７１は、図３に示すように、下方へ開放したコ字状の樋によって構成され、螺旋通路形成部材５１よりも下側の小径円筒部３５に、螺旋通路形成部材５１によって形成される螺旋通路５２と同じ旋回流を形成するように取り付けられている。
【００１２】
上記した排出部８１は、沈殿部３１を構成する太径円筒部３３の内周上側に、例えば、周回させて取り付けられた集水樋８２と、この集水樋８２内の処理水を沈殿部３１外および処理槽１１外へ排出する排水管８３とで構成されている。
【００１３】
なお、固液分離機構Ｓは、沈殿部３１、ガス捕集部４１、排気管４２、沈殿物落下通路用開口６１、処理水供給部７１、排水部８１および環状邪魔板９１によって構成されている。
【００１４】
次に、有機性排水の処理について説明する。
まず、供給管２１から処理槽１１内の反応部１２中へ、この反応部１２を構成する嫌気性汚泥層中を上向流で流動するように有機性排水（原水）を供給すると、有機性排水は汚泥と接触して含有する有機物が嫌気性微生物で分解されて処理水となる。
そして、処理水は、分解によって生成され、浮上する嫌気性ガスに伴って一部の汚泥とともに反応部１２からさらに上向流となる。
【００１５】
このようにして沈殿物落下通路用開口６１へ向かって浮上する嫌気性ガスは、ガス捕集部４１で捕集されて排気管４２を介して水面上へ排出された後、ガス抜き管２２で大気へ放出される。
そして、ガス捕集部４１で捕集されなかった嫌気性ガスの一部は、そのまま水面上へ浮上した後、または、環状邪魔板９１で沈殿物落下通路用開口６１へ向かうのを阻止されて水面上へ浮上した後、ガス抜き管２２で大気へ放出される。
また、ガス捕集部４１で捕集されなかった嫌気性ガスの一部は、汚泥を含んだ処理水とともに処理水供給部７１を介して沈殿部３１内へ供給される。
【００１６】
このようにして沈殿部３１内へ入った汚泥は、沈殿部３１（小径円筒部３５）内へ接線方向に処理水が流入するので、沈殿部３１内に発生する旋回する渦流に乗って旋回するとともに、螺旋通路５２を上昇し、渦流の求心力で沈殿部３１の中心に集まって自身の沈降性で沈殿物落下用開口５３から沈殿物落下通路用開口６１を通過し、ガス捕集部４１の上側伝いに自由沈降して反応部１２の上に沈降する。
このようにして汚泥が沈降するとき、ガス捕集部４１へ向かって浮上する嫌気性ガスはガス捕集部４１で捕集され、ガス捕集部４１で捕集されずに沈殿物落下通路用開口６１へ向かう嫌気性ガスは環状邪魔板９１で沈殿物落下通路用開口６１へ向かうのを阻止されるので、沈殿物落下通路用開口６１からの汚泥は浮上する嫌気性ガスで沈殿部３１内へ戻され、巻き上げられることなく確実に沈降する。
【００１７】
また、処理水供給部７１を介して沈殿部３１内へ入った嫌気性ガスは、旋回する渦流に乗って上昇し、水面上へ浮上した後、ガス抜き管２２で大気へ放出される。
さらに、処理水供給部７１を介して沈殿部３１内へ入った処理水は、旋回する渦流に乗って螺旋通路５２を上昇し、集水樋８２へ流入し、排水管８３を介して沈殿部３１外および処理槽１１外へ排出され、再利用されたり、放流される。
したがって、排水管８３から排出される処理水は、汚泥の含有量が少ないものとなる。
【００１８】
上述したように、この発明の第１実施例によれば、沈殿物落下通路用開口６１を円錐台部３６（沈殿部３１）の下側（下端）に設け、円錐台部３６の下方に、沈殿物落下通路用開口６１へ向かって浮上するガスを捕集するガス捕集部４１を配置することにより、浮上するガスが沈殿物落下通路用開口６１から沈殿部３１内へ進入するのを阻止したので、沈殿部３１からの沈殿物を浮上するガスで沈殿部３１内へ戻し、巻き上げなくなるため、汚泥除去率の高い処理水を簡単な構成で得ることができる。
また、螺旋通路形成部材５１で沈殿部３１内に下方から上方へ螺旋通路５２を形成したので、長い螺旋通路５２によって沈殿表面積を増加させることができ、長い螺旋通路５２内を、処理水を均一に上向きで流動させることができるとともに、螺旋通路５２の底を形成する螺旋通路形成部材５１伝いに沈殿物を落下させることができる。
そして、螺旋通路５２を螺旋通路形成部材５１の外側縁から内側縁へ下降するように傾斜させたので、螺旋通路５２の底を形成する螺旋通路形成部材５１の内側伝いに沈殿物を落下させ、沈殿物の落下を促進させることができる。
また、螺旋通路形成部材５１の中心部に沈殿物落下用開口５３を設けたので、沈殿物を再度懸濁させることなく落下させることができる。
さらに、円錐台部３６とガス捕集部４１との間に環状邪魔板９１を配置したので、浮上するガスが沈殿物落下通路用開口６１から沈殿部３１内へ進入するのをさらに阻止できることにより、汚泥除去率の一層高い処理水を簡単な構成で得ることができる。
そして、処理水供給部７１を下方へ開放したコ字状の樋としたので、浮上する処理水を確実に沈殿部３１内へ供給することができる。
【００１９】
上記実施例では、固液分離機構Ｓを上向流スラッジブランケット型の有機性排水処理装置に適用した例を示したが、固液分離機構Ｓは膨張粒状汚泥床型の有機性排水処理装置にも適用することができる。
そして、処理槽１１の平面形状を円形とし、沈殿部３１の水面上に突出する上部を太径円筒部３３とした例を示したが、これらの平面形状は、例えば、四角形、六角形などの他の形状であってもよい。
また、円筒部３２を、複数の円筒部を接続した例、すなわち、太径円筒部３３と小径円筒部３５とを円錐台接続部３４で接続した例を示したが、円筒部は単一の径のものであってもよく、また、沈殿部３１を円筒部３２と円錐台部３６とで構成した例を示したが、沈殿部３１は、図５に示すように、上下端が開口３２ａ，３２ｂした、例えば、平面形状が円形、四角形、他の多角形など任意の形状をした単なる筒部３２Ａであってもよい。
さらに、排気管４２を、沈殿部３１の中心部を貫通させた例を示したが、排気管４２は、図６に示すように、沈殿部３１の外側を通って水面上に開口していてもよい。
そして、外側縁から内側縁へ下降するように傾斜する螺旋通路５２を形成する螺旋通路形成部材５１の例を示したが、螺旋通路形成部材５１は、図７に示すように、内側縁から外周縁へ下降するように傾斜する螺旋通路５２を形成するものであってもよく、この場合、沈殿部３１の内側と螺旋通路形成部材５１との間に  沈殿物落下用開口５３を設けてもよい。
また、沈殿部３１内に旋回流を形成するように処理水供給部７１を沈殿部３１に取り付けた例を示したが、沈殿部３１内には旋回流を形成するための螺旋通路形成部材５１が配置されているので、処理水供給部７１は沈殿部３１内へ処理水を供給できれば、どのように取り付けられていてもよい。
さらに、処理水供給部７１を下方へ開放したコ字状の樋とし、処理水供給部７１を４つ設けた例を示したが、浮上する処理水を沈殿部３１内へ供給することができれば、他の形状であってもよく、また、処理水供給部７１は処理能力に応じて１つ以上設ければよい。
そして、排水部８１を集水樋８２と排水管８３とで構成した例を示したが、同様に処理水が排出できれば、他の構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の第１実施例である有機性排水処理装置の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に相当する平断面図である。
【図３】図１に示した固液分離機構の斜視図である。
【図４】図１に示した螺旋通路形成部材の一例を示す斜視図である。
【図５】この発明の第２実施例である有機性排水処理装置に用いる固液分離機構の縦断面図である。
【図６】この発明の第３実施例である有機性排水処理装置に用いる固液分離機構の縦断面図である。
【図７】この発明の第４実施例である有機性排水処理装置に用いる螺旋通路形成部材の斜視図である。
【符号の説明】
【００２１】
Ｄ      有機性排水処理装置
１１    処理槽
１２    反応部
２１    供給管
２２    ガス抜き管
Ｓ      固液分離機構
３１    沈殿部（固液分離機構Ｓ）
３２    円筒部
３２Ａ  筒部
３２ａ  開口
３２ｂ  開口
３３    太径円筒部
３３ａ  開口
３４    円錐台接続部
３５    小径円筒部
３６    円錐台部
３６ａ  開口
４１    ガス捕集部（固液分離機構Ｓ）
４２    排気管（固液分離機構Ｓ）
５１    螺旋通路形成部材（固液分離機構Ｓ）
５２    螺旋通路
５３    沈殿物落下用開口
６１    沈殿物落下通路用開口（固液分離機構Ｓ）
７１    処理水供給部（固液分離機構Ｓ）
８１    排水部（固液分離機構Ｓ）
８２    集水樋
８３    排水管
９１    環状邪魔板（固液分離機構Ｓ）
【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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