(57)【要約】【課題】  維持管理が容易で処理効率の高いし尿系汚水の生物処理システムを提供する。【解決手段】  し尿系汚水の生物処理システム１０は、し尿系汚水を生物処理する生物処理槽１２と、生物処理槽１２内の反応液の一部を引き抜き、これを生物処理槽１２に戻す循環経路Ｌ７と、循環経路Ｌ７を循環する反応液を冷却するための冷却装置２２と、循環経路Ｌ７を循環する反応液に含まれる砂を除去するための砂除去装置３４と、を備える。【選択図】  図１
2005270803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
し尿系汚水を生物処理する生物処理槽と、
前記生物処理槽内の反応液の一部を引き抜き、これを該生物処理槽に戻す循環経路と、
前記循環経路を循環する反応液を冷却するための冷却装置と、
前記循環経路を循環する反応液に含まれる砂を除去するための砂除去装置と、
を備えることを特徴とするし尿系汚水の生物処理システム。
【請求項２】
前記砂除去装置は、
鉛直方向に沿って延びる筒状をなす側壁部と、
前記側壁部の上端に設けられた反応液を導入するための導入口と、
前記側壁部の下端を開閉可能に閉塞する開閉蓋と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のし尿系汚水の生物処理システム。
【請求項３】
前記砂除去装置の前記導入口に接続される部位の前記循環経路は、鉛直方向に沿って延びていることを特徴とする請求項２に記載のし尿系汚水の生物処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、し尿系汚水の生物処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
し尿系汚水（し尿や浄化槽から発生する浄化槽汚泥などを含む。）を生物処理するシステムとして、例えば特許文献１に開示されたものがある。
【０００３】
このシステムでは、夾雑物の除去や固液分離等の前処理を施した被処理水が、生物反応槽に導入されて生物処理される。生物処理された処理水は、膜分離装置に送られて固液分離される。膜分離装置による分離水は後段に送られ、分離汚泥の一部は生物反応槽に返送される。
【特許文献１】特開平１０−７１３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した生物処理システムでは、生物処理槽前段での前処理において砂の除去を十分に行うことができなかったため、生物反応槽に砂が蓄積されてしまい、汚水の処理効率が低下するおそれがあった。また、膜分離装置に送られた砂がろ過面を磨耗させたり、汚泥の返送ラインを磨耗ないし閉塞させたりするおそれがあったため、メンテナンス等の維持管理が面倒であった。
【０００５】
本発明は、上記した事情に鑑みて為されたものであり、維持管理が容易で処理効率の高いし尿系汚水の生物処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るし尿系汚水の生物処理システムは、し尿系汚水を生物処理する生物処理槽と、生物処理槽内の反応液の一部を引き抜き、これを生物処理槽に戻す循環経路と、循環経路を循環する反応液を冷却するための冷却装置と、循環経路を循環する反応液に含まれる砂を除去するための砂除去装置と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この生物処理システムでは、し尿系汚水が生物処理槽で生物処理される。このとき、反応液の一部を引き抜き、循環経路を循環させる間に砂除去装置により砂を除去して生物処理槽に戻すことで、生物処理槽への砂の蓄積が抑制され、処理効率の向上が図られる。また、このように砂を除去することができるため、各機器の磨耗や閉塞を防止することができ、システムの維持管理が容易になる。ここで、生物処理槽における生物処理に伴い、生物処理槽内の反応液の温度が上昇する。しかし、反応液の温度が高すぎると、微生物の活動が阻害され、処理効率が低下してしまう。そこで、循環経路を循環する反応液を冷却装置により冷却して生物処理槽に戻すことで、反応液の液温が調整され、微生物が活性化されて、処理効率の向上が図られる。また、砂の除去と反応液の冷却とを共通の循環経路を用いて行うことで、システムの複雑化及び大型化を防止することができる。
【０００８】
砂除去装置は、鉛直方向に沿って延びる筒状をなす側壁部と、側壁部の上端に設けられた反応液を導入するための導入口と、側壁部の下端を開閉可能に閉塞する開閉蓋と、を有すると好ましい。このようにすれば、導入口を通して砂を含む反応液が砂除去装置内に導入され、側壁部と開閉蓋とで形成される空間に砂が重力沈降により堆積する。このようにして、反応液から砂が除去される。なお、砂除去装置内に堆積した砂は、開閉蓋を開くことで容易に取り除くことができる。
【０００９】
砂除去装置の導入口に接続される部位の循環経路は、鉛直方向に沿って延びていると好ましい。このようにすれば、砂除去装置での砂の除去が促進される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、維持管理が容易で処理効率の高いし尿系汚水の生物処理システムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るし尿系汚水の生物処理システム（以下、「処理システム」とも言う。）の構成を概略的に示す図である。ここで、し尿系汚水とは、し尿や浄化槽から発生する浄化槽汚泥などのことを指す。
【００１３】
この処理システム１０は、図１に示すように、し尿系汚水を生物処理する生物処理槽１２を備えている。生物処理槽１２には、硝化菌、亜硝化菌、及び脱窒菌を含む汚泥が貯留されている。この生物処理槽１２には、し尿系汚水を導入する汚水導入ラインＬ１、及び槽内にエアを供給するためのエア供給ラインＬ２が接続されている。また生物処理槽１２内には、し尿系汚水と汚泥との混合物である反応液を攪拌混合する攪拌翼１４と、ドラフトチューブ１６とが設けられている。この攪拌翼１４とドラフトチューブ１６とにより、反応液の攪拌やエアとの混合が行われる。
【００１４】
また、この処理システム１０は生物処理槽１２で処理された処理液を固液分離する固液分離装置１８を備えている。固液分離装置１８としては、例えば膜分離装置が挙げられる。固液分離装置１８と生物処理槽１２とは、ラインＬ３を介して接続されている。
【００１５】
固液分離装置１８には、生物処理槽１２からの処理液を固液分離して得られた分離液を後段に送る分離液送出ラインＬ４が接続されている。また、固液分離装置１８には、生物処理槽１２からの処理液を固液分離して得られた汚泥の一部を生物処理槽１２に返送する汚泥返送ラインＬ５、及び残りの余分な汚泥を系外に排出する余剰汚泥排出ラインＬ６が接続されている。
【００１６】
また、生物処理槽１２には反応液の一部を抜き出し、これを再び生物処理槽１２に戻す反応液循環ライン（循環経路）Ｌ７が接続されている。この反応液循環ラインＬ７にはポンプ２０が設けられており、このポンプ２０を駆動することで反応液が循環される。
【００１７】
反応液循環ラインＬ７上には、反応液を冷却するための冷却装置２２が設けられている。この冷却装置２２は、熱交換部２４と、冷媒を貯留するタンク２６と、熱交換部２４とタンク２６とを接続し冷媒を循環させるための冷媒循環ラインＬ８とを有している。この冷媒循環ラインＬ８にはポンプ２８が設けられており、このポンプ２８を駆動することで冷媒が循環される。このポンプ２８は、制御装置３０に電気的に接続されている。反応液循環ラインＬ７上であってポンプ２０の前段には、反応液の温度を検出する温度検知手段３２が設けられており、温度検知手段３２により検知した温度に基づいて、制御装置３０はポンプ２８を駆動制御する。
【００１８】
また反応液循環ラインＬ７上には、反応液循環ラインＬ７を循環する反応液に含まれる砂を除去するための砂除去装置３４が設けられている。
【００１９】
砂除去装置３４は、図２に示すように、鉛直方向に沿って延びる筒状をなす側壁部３６と、側壁部３６の上端に設けられた反応液を導入するための導入口３８と、側壁部３６の下端を開閉可能に閉塞する開閉蓋４０と、を有している。側壁部３６の一部は開口されており、透明なガラス等によりこの開口３６ａが塞がれることで、砂の堆積状態を外部から視認可能になっている。
【００２０】
この砂除去装置３４は、バルブ４２及びフレキシブルチューブ４４を介して反応液循環ラインＬ７に接続されている。そして、砂除去装置３４の導入口３８に接続されるトラップ部４６の反応液循環ラインＬ７は、鉛直方向に沿って延びている。なお、このトラップ部４６からは反応液循環ラインＬ７が水平方向に分岐しており、砂除去装置３４において砂が除去された反応液が冷却装置２２に向けて送られるようになっている。
【００２１】
ここで、砂除去装置３４は、冷却装置２２の前段に設けられていると好ましい。このようにすれば、冷却装置２２の熱交換部２４への砂の流入が一層抑制され、熱交換器２４の磨耗や閉塞を防止することができる。
【００２２】
次に、前述した構成の処理システム１０を用いたし尿系汚水の処理方法について説明する。
【００２３】
まず、汚水導入ラインＬ１を介してし尿系汚水を生物処理槽１２に導入する。汚水導入ラインＬ１を介して導入するし尿系汚水は、図示しないスクリーンなどを通して予め夾雑物が除去されたものである。
【００２４】
生物処理槽１２では、エア供給ラインＬ２を通したエアの導入及び停止を繰り返すことで、好気状態と嫌気状態とが交互に作り出される。このとき、攪拌翼１４を回転させることで、反応液の攪拌やエアの混合が行われる。これにより、汚泥中に含まれる硝化菌、亜硝化菌、脱窒菌により硝化脱窒処理が行われ、し尿系汚水中の生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、全窒素（Ｔ−Ｎ）、リン（Ｐ）等の成分が除去される。
【００２５】
次に、生物処理された処理液が、ラインＬ３を介して固液分離装置１８に送られ、汚泥と分離液とに分離される。固液分離された汚泥の一部は、汚泥返送ラインＬ５を通して生物処理槽１２に返送される。これにより、生物処理槽１２内の汚泥濃度を高濃度に維持することができ、生物処理を好適に行うことができると共に、生物処理槽１２の小型化を図ることができる。固液分離された汚泥のうち余分な汚泥は、余剰汚泥排出ラインＬ６を通して系外に排出される。
【００２６】
分離液は、分離液送出ラインＬ４を通して図示しない後段の処理設備、例えば活性炭処理設備に送られる。ここで、分離液に残留しているＣＯＤや色度成分等の有機物が活性炭吸着され、分離液中から除去される。これによって、し尿系汚水中の有機物の除去効率が向上され、高度の浄化処理が行われる。そして、活性炭処理された処理液が河川などに放水される。
【００２７】
ここで、生物処理槽１２における生物処理は高負荷で行われているため、生物処理槽１２内の反応液の温度が上昇する。しかし、反応液の温度が４０℃以上となって温度が高すぎると、微生物の活動が阻害され、処理効率が低下してしまう。そこで、温度検知手段３２により検知した反応液の温度が所定値以上のとき、制御装置３０は冷媒循環ラインＬ８上のポンプ２８を駆動する。生物処理槽１２から反応液の一部は引き抜かれ、反応液循環ラインＬ７を常時循環しているため、ポンプ２８が駆動されて冷媒循環ラインＬ８を冷媒が循環することで、熱交換部２４において反応液と冷媒との熱交換が行われる。そして、冷却された反応液が生物処理槽１２に戻される。このようにして、反応液の液温を２５℃〜３８℃の適温に調整し、微生物の活性化が図られる。なお、反応液の温度が所定値以下となったら、制御装置３０は冷媒循環ラインＬ８上のポンプ２８を停止して、冷媒の循環を停止する。
【００２８】
また、反応液循環ラインＬ７で反応液を循環させる間に、反応液を砂除去装置３４に通す。通常運転時においては、反応液循環ラインＬ７のトラップ部４６と砂除去装置３４とを繋ぐバルブ４２は開放されており、反応液循環ラインＬ７から反応液が砂除去装置３４に鉛直下方に導入される。ここで、砂除去装置３４は鉛直方向に延びているため、反応液に含まれる砂の重力沈降が促進され、開閉蓋４０上に堆積する。このとき、砂除去装置３４の導入口３８に接続されるトラップ部４６の反応液循環ラインＬ７は鉛直方向に沿って延びているため、砂除去装置３４への反応液の導入及び砂の重力沈降が一層促進され、もって砂除去装置３４での砂の除去が促進される。そして、砂が除去された反応液が、再び反応液循環ラインＬ７に戻され、生物反応槽１２に返送される。
【００２９】
なお、砂除去装置３４は側壁部３６に設けられた開口３６ａを通して内部を視認できるようになっており、砂の堆積量が一定量以上になったときはバルブ４２を閉じ、開閉蓋４０を開いて砂を取り出す。そして、再び開閉蓋４０を閉じ、バルブ４２を開いて通常運転に戻る。なお、バルブ４２を閉じているときには、反応液は砂除去装置３４を通ることなく反応液循環ラインＬ７を循環する。
【００３０】
以上、本実施形態に係る処理システム１０によれば、生物処理槽１２から反応液の一部を引き抜き、反応液循環ラインＬ７を循環させる間に砂除去装置３４により砂を除去して生物処理槽１２に戻すことで、生物処理槽１２への砂の蓄積が抑制され、処理効率の向上を図ることが可能となる。
【００３１】
また、このように砂を除去することができるため、固液分離装置１８や冷却装置２２などの各機器及び各ラインの磨耗や閉塞を防止することができ、機器の寿命が伸び、或いはメンテナンスの回数が低減されて、システム１０の維持管理を容易にすることができる。
【００３２】
また、反応液循環ラインＬ７を循環する反応液を冷却装置２２により冷却して生物処理槽１２に戻すことで、反応液の液温を適温に調整し、微生物を活性化することができ、処理効率の向上を図ることが可能となる。
【００３３】
また、このように砂の除去と反応液の冷却とを共通の反応液循環ラインＬ７を用いて行うことで、システム１０の複雑化及び大型化を防止することが可能となる。
【００３４】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、反応液循環ラインＬ７上に２個以上の砂除去装置３４を設けてもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、生物処理槽１２を単一槽で構成し、嫌気状態と好気状態とを交互に作り出す構成としたが、生物処理槽１２の構成はこれに限定されない。例えば、生物処理槽１２は嫌気槽と好気槽とを分けて複数槽で構成してもよい。
【００３６】
また、砂除去装置３４は、図３に示すように、反応液を導入するための導入口３８と、砂が除去された反応液を導出する導出口５０と、を分けてもよい。この砂除去装置３４では、バルブ５２を介して導入口３８が反応液循環ラインＬ７に接続される。この導入口３８に接続される部位の反応液循環ラインＬ７は、鉛直方向に沿って延びている。また、反応液循環ラインＬ７は砂除去装置３４上部において水平方向に分岐しており、この分岐した反応液循環ラインＬ７にバルブ５４を介して導出口５０が接続される。そして、バルブ５２とバルブ５４との間の反応液循環ラインＬ７上に、バルブ５６が設けられる。
【００３７】
この砂除去装置３４では、通常運転時において、バルブ５２及びバルブ５４が開放されると共に、バルブ５６が閉塞される。そして、反応液循環ラインＬ７から反応液が導入口３８を通して砂除去装置３４に鉛直下方に導入される。ここで、砂除去装置３４は鉛直方向に延びているため、反応液に含まれる砂の重力沈降が促進され、開閉蓋４０上に堆積する。このとき、砂除去装置３４の導入口３８に接続される部位の反応液循環ラインＬ７は鉛直方向に沿って延びているため、砂除去装置３４への反応液の導入及び砂の重力沈降が一層促進され、もって砂除去装置３４での砂の除去が促進される。そして、砂が除去された反応液が、導出口５０を通して再び反応液循環ラインＬ７に戻され、生物反応槽１２に返送される。なお、砂の堆積量が一定量以上になったときは、バルブ５２及びバルブ５４を閉じると共にバルブ５６を開放した状態で、開閉蓋４０を開いて砂を取り出す。この砂除去装置３４では、反応液の導入口３８と導出口５０とを分け、反応液の導入ラインと導出ラインとを分けることで、反応液からの砂の除去を一層促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態に係るし尿系汚水の処理システムの構成を概略的に示す図である。
【図２】砂除去装置の構成を一部破断して示す正面図である。
【図３】他の砂除去装置の構成を一部破断して示す正面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…し尿系汚水の生物処理システム、１２…生物処理槽、２２…冷却装置、３４…砂除去装置、３６…側壁部、３８…導入口、４０…開閉蓋、Ｌ７…反応液循環ライン。
【図１】
2005270803.tif 000003
【図２】
2005270803.tif 000004
【図３】
2005270803.tif 000005