(57)【要約】【課題】揺動床式の接触材を用いた水処理装置の稼動効率の向上を図る。【解決手段】被処理水を貯留した処理槽と、この処理槽の内部の被処理水中に設けられた揺動床式の接触材２３と、処理槽内の揺動床式の接触材２３よりも下側の位置における被処理水中に空気と水との混合流体３９を供給する手段２８、３７、３８とを有する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を貯留した処理槽と、この処理槽の内部の被処理水中に設けられた揺動床式の接触材と、前記処理槽内の揺動床式の接触材よりも下側の位置における被処理水中に空気と水との混合流体を供給する手段とを有することを特徴とする水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水処理装置として、処理槽の内部の被処理水中に揺動床式の接触材を設けたものが知られている（特許文献１）。図３に示すように、この揺動床式の接触材１は、芯材２と房状糸３とを有した構成とされている。芯材２は、処理槽の内部において上下方向に配置されている。房状糸３は、その多数本が、芯材２の長さ方向にわたって、この芯材２から水平方向に放射状に突出されている。そして、房状糸３は、芯材２の位置を基端として被処理水中で揺動可能とされている。このような接触材１が処理槽の内部に多数配置されることで、水処理装置を構成している。
【０００３】
揺動床式の接触材１は、図３に示すように接触材１の周囲の水流によって運ばれる汚泥４を捕捉付着させ、この汚泥４が接触材１に付着した微生物によって消化処理される。そして、この揺動床式の接触材１は、旧来の接触材と異なり、この接触材１の周囲の被処理水の流速を高くすることにより揺動を起こし、この揺動によって過剰な汚泥４を落下させることで、汚泥４が付着しすぎることによる閉塞の発生を防止して処理効率が高くなるという特長を有するものである。
【０００４】
この流速を高くするための手法として、従来、図４や図５に示される構成が採用されている。
すなわち、図４において、６は処理槽であり、その内部に被処理水７を収容している。揺動床式の接触材１は、処理槽６における被処理水７の内部に没した状態で設けられている。処理槽６の中央部は接触材１の存在しない水流通路８として構成されており、この水流通路８における処理槽６の底部には曝気装置９が設けられている。
【０００５】
このような構成によれば、曝気装置９から噴出される気泡１０のエアリフト効果によって処理槽１の内部に被処理水７の循環流１１が発生する。この循環流１１を所定の流速とすることによって、上述のように処理効率の向上を図っている。
【０００６】
図５のものでは、処理槽６の被処理水７の中に配置した接触材１よりも下側に曝気装置９を設けて、この曝気装置９からの気泡１０により接触材１に全面曝気を行っている（特許文献２）。ここでも、気泡１０のエアリフト効果によって発生する水流１２によって、処理効率の向上を図っている。
【０００７】
【特許文献１】
特公平７−１０３９４号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平８−２０６６７３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものでは、被処理水７の循環流１１や水流１２の流速にばらつきが発生しやすく、また流速のコントロールも困難である。かつ、処理槽６の構造などが原因して被処理水７の水深が浅い場合には、効果が出にくい。さらに、エアリフト効果によって発生する水流を利用するものであるため、その水流はあまり大きくなく、このため接触材１として高密度品の使用が難しく、その充填密度を上げにくい。
【００１０】
また、図５に示すような全面曝気方式を採用したものでは、接触材１への気泡１０の当たり具合によっては接触材１への付着汚泥の付着斑が発生しやすいうえに、水流１２の流速が高くないために実際には循環水流１２が形成され難く処理効率が向上し難い。
【００１１】
そこで本発明は、このような問題点を解決して、揺動床式の接触材を用いた水処理装置の稼動効率の向上を図ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、被処理水を貯留した処理槽と、この処理槽の内部の被処理水中に設けられた揺動床式の接触材と、前記処理槽内の揺動床式の接触材よりも下側の位置における被処理水中に空気と水との混合流体を供給する手段とを有するようにしたものである。
【００１３】
このようなものであると、混合流体に含まれる水の流れによる効果と、この混合流体に含まれる空気が被処理水中で気泡となって上昇するエアリフト効果との相乗効果によって、接触材に対する被処理水の流速が確保され、その処理効率が向上することになる。また、気泡が接触材に衝突することで、接触材に付着した汚泥の剥離効果を得ることができ、これによって接触材の閉塞を回避することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態の水処理装置の概略構成を示す。ここで２１は処理槽で、被処理水２２を貯留している。２３は揺動床式の接触材で、処理槽２１における被処理水２２の内部に没した状態で設けられるとともに、上下方向の芯材２４と、この芯材２４の長さ方向にわたってこの芯材２４から水平方向に放射状に突出された房状糸２５とを有する。
【００１５】
処理槽２１の内部には、上記のように接触材２３が設けられた部分と、図示のように接触材２３が存在しない部分２６とが設けられている。処理槽２１における、接触材２３が存在しない部分２６の底部には、本発明にとって必須のものではないが、循環曝気装置２７が設けられている。この循環曝気装置２７には、図示を省略した空気供給管が接続されている。
【００１６】
また、処理槽２１における、接触材２３よりも下側の位置には、全面曝気装置２８が設けられている。この全面曝気装置２８には、空気と被処理水２２との混合流体の供給管３０が接続されている。この供給管３０は、ポンプ３１を備えるとともに、接触材２３よりも上側の位置において被処理水２２の吸込口３２を開口している。さらに供給管３０には空気供給管３３が接続されており、これによって供給管３０から全面曝気装置２８に被処理水２２と空気との混合流体を供給できるように構成されている。ポンプ３１としては、斜流ポンプなどの、大量送水に適したポンプが用いられている。
【００１７】
図２は、図１の水処理装置の要部の詳細を示す。ここで、３５は揺動床であり、芯材２４と房状糸２５とを有した複数の接触材２３、２３を備えた構成とされている。そして図２の揺動床３５は、図示のように接触材２３、２３どうしが一部重なった状態で配置されている。詳細には、隣り合って設けられた接触材２３、２３の房状糸２５、２５どうしが、平面視において重なり合うように配置されている。３６は、各接触材２３における上下方向の端部を支持するための水平方向の支持パイプである。
【００１８】
そして、接触材２３、２３どうしが重なり合った部分に対応した処理槽の底部に、全面曝気装置２８が設けられている。この全面曝気装置２８は、複数の上向きの吐出口３７が形成された水平方向のパイプ３８にて構成され、ポンプ３１の作用によって供給管３０から供給される被処理水２２と空気との混合流体を、揺動床３５に向けて上向きに吐出できるように構成されている。すなわち、吐出口３７からは、上向きの気泡混入水流３９が吐出されることになる。
【００１９】
このような構成において、被処理水２２の処理に際しては、ポンプ３１を作動させて全面曝気装置２８を運転する。すると、全面曝気装置２８を構成するパイプ３８の吐出口３７からの水流と、この吐出口３７から吐出される空気により発生する気泡４０にもとづくエアリフト効果との相乗効果によって、接触材２３の周囲の被処理水２２に所定の高い流速を得ることができ、これにより接触材２３にて被処理水２２を効率良く処理することができる。一方、このような高流速が接触材２３に作用する効果と、吐出口３７からの気泡４０が接触材２３に衝突する効果とによって、接触材２３からの汚泥剥離が行われ、これにより接触材２３における閉塞の発生を防止することができる。
【００２０】
さらに、曝気装置２８から被処理水２２中に混入される気泡４０を細かくすれば、酸素溶解効率を向上させることができる。また、空気混入量を制御できるようにすれば、ＤＯのコントロールも可能で、嫌気性処理により高い処理効率を達成可能となる。
【００２１】
図２に示すように気泡混入水流３９の吐出場所として特定の場所を規定すれば、接触材２３を高密度、高充填した場合や、水深が浅い場合であっても、問題なく運転することができる。
【００２２】
以上のように本発明によれば、処理効率の向上を図ることができるとともに、ＤＯコントロールによるＢＯＤ除去同時の脱窒効果を得ることができるという新効果を期待でき、利用分野の広がりを期待することができる。
【００２３】
【実施例】
図１に示す装置を用い、（１）循環曝気装置２７から空気のみを供給する試験と、（２）全面曝気装置２８から空気のみを供給する試験と、（３）本発明にもとづき全面曝気装置２８から被処理水２２と空気３４との混合流体を供給する試験とを行った。
【００２４】
試験条件として、接触材２３における房状糸２５の存在密度を、１８本／１０ｃｍと、２２本／１０ｃｍとに変化させた。その他の試験条件、すなわち全面曝気装置２８の吐出口３７（図２）からの混合流体の吐出流量や気液混合割合などは、適宜のものとした。ただし、上記の「その他の試験条件」は、房状糸２５の存在密度が１８本／１０ｃｍである場合と、２２本／１０ｃｍである場合とにおいて、それぞれ同一になるようにした。
【００２５】
試験結果としての、ＢＯＤ容積負荷と、原水水質と、処理水水質とを、表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
この表１から明らかなように、上記（１）の循環曝気装置２７から空気のみを供給した場合は、房状糸２５の存在密度が２２本／１０ｃｍであるときにおいて、１８本／１０ｃｍのときよりも密度が高くなって接触表面積が増大しているにもかかわらず、処理水の水質は却って低下している。これは、房状糸２５の密度が増大したことにより抵抗が大きくなったことが影響したためである。
【００２８】
（２）の全面曝気装置２８から空気のみを供給した場合は、接触材２３への気泡の衝突効果（閉塞防止効果）と接触効果とによって、房状糸２５の密度の差が処理水の水質結果に反映され、房状糸２５の密度が高いほど処理効果も高くなっている。
【００２９】
（３）の本発明の場合は、気泡４０（図２）にもとづくエアリフト効果に、水流による効果が加わり、接触材２３への接触頻度が向上するため、（２）の場合よりもさらに処理効率が向上した。具体的には、表１に示すように、ＢＯＤ容積負荷が４［ｋｇ／ｍ３・日］の高負荷であるにもかかわらず、接触材２３の閉塞の防止に併せて上述の接触頻度の向上にもとづき、良好な処理結果を示した。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、被処理水を貯留した処理槽と、この処理槽の内部の被処理水中に設けられた揺動床式の接触材と、前記処理槽内の揺動床式の接触材よりも下側の位置における被処理水中に空気と水との混合流体を供給する手段とを有するようにしたため、混合流体に含まれる水の流れによる効果と、この混合流体に含まれる空気が被処理水中で気泡となって上昇するエアリフト効果との相乗効果によって、接触材に対する被処理水の流速が確保され、その処理効率を向上させることができる。また、気泡が接触材に衝突することで、接触材に付着した汚泥の剥離効果を得ることができ、これによって接触材の閉塞を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の水処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の水処理装置の要部の詳細を示す図である。
【図３】本発明に適用される公知の揺動床式の接触材を示す図である。
【図４】従来の循環曝気方式の水処理装置の概略構成を示す図である。
【図５】従来の全面曝気方式の水処理装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
２１    処理槽
２２    被処理水
２３    接触材
２８    全面曝気機装置
３０    供給管
３５    揺動床
３９    気泡混入水流
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005040644.tif 000006
【図４】
2005040644.tif 000007
【図５】
2005040644.tif 000008