(57)【要約】【課題】過大な冷却設備、冷却エネルギー等を必要とすることなく、好気生物処理部の後段の沈殿槽におけるスカムの発生を有効に防止して、スカム流出による処理水水質の悪化を防止する。【解決手段】好気生物処理部１の後段に設置される沈殿槽２において、沈殿槽内又は沈殿槽に沈積した汚泥を冷却する設備３を設けた沈殿槽２。沈殿槽内、或いは沈殿槽に沈積した汚泥を直接冷却するため、冷却効率が高く、過大な冷却設備や冷却のための多大なエネルギーを必要とすることなく、沈殿槽におけるスカムの発生を有効に防止することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
好気生物処理部の後段に設置される沈殿槽において、該沈殿槽内を冷却する設備を設けたことを特徴とする沈殿槽。
【請求項２】
好気生物処理部の後段に設置される沈殿槽において、該沈殿槽に沈積した汚泥を冷却する設備を設けたことを特徴とする沈殿槽。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記冷却設備の冷却排熱によって、該沈殿槽から生物処理部に循環する汚泥を加熱する設備を設けたことを特徴とする沈殿槽。
【請求項４】
好気生物処理部の後段に設置される沈殿槽において、該好気生物処理部から該沈殿槽に流入する水を冷却すると共に、この冷却排熱によって、該沈殿槽から生物処理部に循環する汚泥を加熱する設備を設けたことを特徴とする沈殿槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、好気生物処理部の後段に設置される沈殿槽に係り、特に、槽内でのスカムの発生を効率的に防止して、スカム流出による処理水水質の悪化を防止した沈殿槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種生活廃水や工業廃水の処理法として廃水を、好気的に生物処理する活性汚泥処理法等の好気生物処理法が広く採用されている。活性汚泥処理設備は、通常、活性汚泥処理槽（好気生物処理部）と、その生物処理水を固液分離する沈殿槽とで主に構成され、沈殿槽で分離された分離水は処理水として系外へ排出される。分離汚泥は、必要に応じて一部が余剰汚泥として系外へ排出され、残部は返送汚泥として活性汚泥処理槽に循環される。
【０００３】
このような活性汚泥処理設備において、好気生物処理部の後段に設けられる沈殿槽においては、スカムが発生し、浮上したスカムが分離水と共に流出することによる処理水水質の悪化の問題がある。
【０００４】
このため、活性汚泥処理設備では、沈殿槽で浮上したスカムを強制的に破砕するための手段や、スカム掻取装置等のスカムの回収装置を設け、発生したスカムを除去する対策が講じられている（特開２００２−８６１４６、特開２００１−２０５２５９、特開平１１−９０４２４、特開平１０−１５６３５１）。
【０００５】
しかし、スカムを強制破砕する手段を設けた場合には、粉砕したスカムの一部が処理水に混入することによる処理水水質の悪化の問題がある。
【０００６】
また、スカムの回収装置のうち、エアリフトポンプの原理を利用したスカムスキマーは、耐久性、取り扱い性には優れるが、沈殿槽で多量にスカムが浮上した場合は、水面上のスカムが乾燥して固化することにより、スカムの吸い込み不良が発生し、スカム回収機能が得られない。また、機械式スカム掻取装置では、スカムの掻き取り能力は比較的高いが、設備が複雑で高価なものが多い。
【０００７】
このようなことから、沈殿槽で発生したスカムを除去する技術よりも、沈殿槽におけるスカムの発生自体を防止する技術が望まれる。
【０００８】
従来、活性汚泥処理槽の後段の沈殿槽でのスカムの発生を防止するために、活性汚泥処理部の前段に嫌気生物処理部と沈殿槽とを設け、活性汚泥処理に先立ち、嫌気生物処理を行って脱窒処理し、活性汚泥処理槽でのスカム発生の原因となる窒素ガスの発生を抑制する方法が提案されている（特公昭６２−２８８０）。この方法では、３０〜７０℃の嫌気生物処理水を３０℃以下に冷却した後沈殿槽に流入させ、沈殿槽の分離水を更に活性汚泥処理している。即ち、この方法では、嫌気生物処理水を冷却することにより、気体発生を伴うメタン発酵等の嫌気反応を停止させ、また、沈殿槽内での熱対流による沈降不良を防止して、沈殿槽における固液分離性を高めている。
【０００９】
また、好気生物処理部の流出水を加熱又は冷却した後沈殿槽に流入させることにより、沈殿槽における沈降性を改善する方法も提案されている（特開昭６３−２２１８９４）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−８６１４６
【特許文献２】
特開２００１−２０５２５９
【特許文献３】
特開平１１−９０４２４
【特許文献４】
特開平１０−１５６３５１
【特許文献５】
特公昭６２−２８８０
【特許文献６】
特開昭６３−２２１８９４
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
特公昭６２−２８８０記載の方法では、好気生物処理部の後段の沈殿槽におけるスカム発生の防止のために、更に、嫌気生物処理部と沈殿槽とを設けており、設備が過大となる。
【００１２】
また、この特公昭６２−２８８０記載の方法も、特開昭６３−２２１８９４記載の方法も、沈殿槽に流入する前段の生物処理部からの生物処理水を冷却しており、冷却効率が悪い。即ち、生物処理部から沈殿槽に移送される途中の生物処理水を冷却するためには、多量の移送水を移送途中において瞬間冷却する必要があるため、冷却設備が大掛りとなり、冷却のためのエネルギーコストも高くつく。場合によっては、冷却のための滞留槽を生物処理部と沈殿槽との間に設ける必要が生じ、設備が過大となる。
【００１３】
また、このように、冷却後の生物処理水を沈殿槽で固液分離して得られた分離汚泥を前段の生物処理部に循環する場合、生物処理部に温度の低い返送汚泥が流入することで、生物処理効率が低下する問題もある。
【００１４】
従って、本発明は、好気生物処理部の後段に設置される沈殿槽であって、過大な冷却設備を必要とすることなく、スカムの発生を有効に防止することができる沈殿槽を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明はまた、冷却により沈殿槽におけるスカムの発生を防止すると共に、前段の好気生物処理部における生物処理効率を高く維持する沈殿槽を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の沈殿槽は、好気生物処理部の後段に設置される沈殿槽において、該沈殿槽内を冷却する設備を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項２の沈殿槽は、好気生物処理部の後段に設置される沈殿槽において、該沈殿槽に沈積した汚泥を冷却する設備を設けたことを特徴とする。
【００１８】
この沈殿槽では、沈殿槽内、或いは沈殿槽に沈積した汚泥を直接冷却するため、冷却効率が高く、過大な冷却設備や冷却のための多大なエネルギーを必要とすることなく、沈殿槽におけるスカムの発生を有効に防止することができる。
【００１９】
このような沈殿槽において、沈殿槽内、或いは沈殿槽に沈積した汚泥の冷却排熱を利用して好気生物処理部への返送汚泥を加熱するようにすることにより、好気生物処理部における温度低下を防止して生物活性を高く維持することができる。この場合、過大な冷却設備や冷却のための多大なエネルギーを必要とすることなく、また、冷却エネルギーを加熱エネルギーとして回収することができるという利点がある。
【００２０】
請求項４の沈殿槽は、好気生物処理部の後段に設置される沈殿槽において、該好気生物処理部から該沈殿槽に流入する水を冷却すると共に、この冷却排熱によって、該沈殿槽から生物処理部に循環する汚泥を加熱する設備を設けたことを特徴とする。
【００２１】
この沈殿槽では、好気生物処理部から沈殿槽に流入する水と、沈殿槽から好気生物処理部に返送される汚泥とを熱交換して、沈殿槽への流入水を冷却すると共に、好気生物処理部への返送汚泥を加熱することができるため、冷却により沈殿槽におけるスカムの発生を防止すると共に、好気生物処理部における温度低下を防止して生物活性を高く維持することができる。この沈殿槽においては、沈殿槽への流入水を冷却するため、請求項１，２の沈殿槽に比べて冷却設備が過大となり、冷却エネルギーも多大となるが、あわせて返送汚泥の加熱を行うこともでき、しかも、冷却エネルギーを加熱エネルギーとして回収することができるという利点がある。
【００２２】
なお、沈殿槽内温度を低下させることにより、スカムの発生を防止することができるのは、次の理由による。即ち、沈殿槽におけるスカムは、好気生物処理部で好気性の硝化菌により硝化反応で硝酸及び亜硝酸成分が生成し、これらが沈殿槽で脱窒されることにより生成した窒素ガスが、沈殿槽内の汚泥を巻き上げることにより、発生する。本発明では、沈殿槽内温度を低下させることにより、沈殿槽内での脱窒菌の活性を抑え、窒素ガスの生成、それによるスカムの浮上を防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の沈殿槽の実施の形態を詳細に説明する。
【００２４】
図１〜４は、本発明の沈殿槽の実施の形態を示す系統図である。図１〜４において、１は活性汚泥処理槽等の好気生物処理槽であり、２は沈殿槽である。原水は配管１１より好気生物処理槽１に導入され、好気生物処理された後、配管１２を経て沈殿槽２に導入されて固液分離され、分離水は処理水として配管１３より系外へ排出される。また、分離汚泥は、必要に応じて一部が余剰汚泥として系外に排出され、残部は返送汚泥として配管１４より、好気生物処理槽１に循環される。Ｓは汚泥である。
【００２５】
図１は、請求項１の沈殿槽の実施の形態を示すものであり、沈殿槽２には、沈殿槽２内を冷却するための冷却装置３が液面下に設けられている。
【００２６】
また、図２は、請求項２の沈殿槽の実施の形態を示すものであり、沈殿槽２には、沈殿槽２内で沈積した汚泥を冷却するための冷却装置４が汚泥Ｓ中に設けられている。
【００２７】
この冷却装置３，４としては、熱交換装置等を用いることができる。
【００２８】
図１，２の沈殿槽２では、沈殿槽２内又は沈殿槽２内の沈積汚泥を直接的に冷却することにより、スカムの発生を効果的に防止することができる。
【００２９】
図３の沈殿槽は、請求項３の沈殿槽の実施の形態を示すものであり、沈殿槽２内の汚泥は沈殿槽２から好気生物処理槽１に循環される汚泥と熱交換装置５で熱交換される。即ち、沈殿槽２内の汚泥は熱交換装置５の冷却部５Ｂで冷却され、沈殿槽２から好気生物処理槽１に循環される汚泥はこの熱交換装置５の加熱部５Ａで加熱された後、好気生物処理槽１に返送される。
【００３０】
この熱交換装置５としては、ペルチエ素子を利用した装置等を用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００３１】
この沈殿槽２では、沈殿槽２内の汚泥を冷却して沈殿槽２におけるスカムの発生を防止すると共に、好気生物処理槽１に返送される汚泥を加熱して好気生物処理槽１における生物活性を高く維持して効率的な処理を行える。しかも、この冷却、加熱を熱交換装置５による熱交換で行うため、エネルギー効率が良い。
【００３２】
図４の沈殿槽は、請求項４の沈殿槽の実施の形態を示すものであり、好気生物処理槽１から沈殿槽２に導入される好気生物処理水は沈殿槽２から好気生物処理槽１に循環される汚泥と熱交換装置６で熱交換される。即ち、好気生物処理槽１から沈殿槽２に導入される好気生物処理水は熱交換装置６の冷却部６Ｂで冷却された後沈殿槽２に導入され、沈殿槽２から好気生物処理槽１に循環される汚泥はこの熱交換装置６の加熱部６Ａで加熱された後、好気生物処理槽１に返送される。
【００３３】
この熱交換装置６としては、ペルチエ素子を利用した装置等を用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００３４】
この沈殿槽２では、沈殿槽２に導入される好気生物処理水を冷却して沈殿槽２におけるスカムの発生を防止すると共に、好気生物処理槽１に返送される汚泥を加熱して好気生物処理槽１における生物活性を高く維持して効率的な処理を行える。しかも、この冷却、加熱を熱交換装置６による熱交換で行うため、エネルギー効率が良い。
【００３５】
本発明において、沈殿槽における冷却温度は、沈殿槽内のスカムの発生を防止し得る温度であれば良く、特に制限はないが、脱窒菌による脱窒反応を防止して窒素ガスによるスカム浮上を防止するためには、好気生物処理部内の温度に対して沈殿槽内が１℃以上、望ましくは３℃以上低下させるように冷却することが好ましい。この温度低下が１℃以内の場合、沈殿槽内でのスカムの発生を有効に防止し得ない。逆に過度な温度低下の場合は、冷却エネルギーが多大となる上に、特に請求項１，２の沈殿槽にあっては返送汚泥による好気生物処理部における温度低下による処理効率の低下の問題を生じる恐れがあることから、温度低下は３〜６℃の範囲であることが好ましい。
【００３６】
また、好気生物処理部における処理温度については、好気生物処理部における生物反応、即ち好気生物処理部において活性を示す微生物により異なるが、活性汚泥処理等の好気生物処理は、一般的には年間を通じて１０〜３５℃程度で実施されることから、請求項３，４においては、好気生物処理部内の温度がこの範囲内の温度となるように熱交換を行うことが望ましい。
【００３７】
本発明の沈殿槽は、下水、し尿等の生活廃水や、各種工場廃水等の産業廃水の活性汚泥処理等に有効に適用することができ、沈殿槽におけるスカムの発生による処理水水質の低下を防止して、高水質の処理水を安定に得ることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１，２の沈殿槽によれば、沈殿槽内、或いは沈殿槽に沈積した汚泥を効率的に直接冷却することにより、過大な冷却設備や冷却のための多大なエネルギーを必要とすることなく、沈殿槽におけるスカムの発生を有効に防止し、スカム流出による処理水水質の悪化を防止して、良好な処理水を安定に得ることができる。
【００３９】
また、請求項３の沈殿槽によれば、更に、沈殿槽内、或いは沈殿槽に沈積した汚泥の冷却排熱を利用して好気生物処理部への返送汚泥を加熱することにより、好気生物処理部における温度低下を防止して生物活性を高く維持することができる。
【００４０】
また、請求項４の沈殿槽によれば、好気生物処理部から沈殿槽に流入する水と、沈殿槽から好気生物処理部に返送される汚泥とを熱交換することにより、沈殿槽への流入水を冷却して、スカムの発生を防止すると共に、好気生物処理部への返送汚泥を加熱して好気生物処理部における温度低下を防止して生物活性を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の沈殿槽の実施の形態を示す系統図である。
【図２】本発明の沈殿槽の別の実施の形態を示す系統図である。
【図３】本発明の沈殿槽の他の実施の形態を示す系統図である。
【図４】本発明の沈殿槽の他の実施の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
１  好気生物処理槽
２  沈殿槽
３，４  冷却装置
５，６  熱交換装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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