(57)【要約】【課題】設備を大形にすることなく効率的に水処理を行えるようにする。【解決手段】曝気式の細長い処理槽１１の長手方向に沿って被処理水１３を移動させながら、これを処理する。処理槽１１の上流側の部分に、接触材１５を備えた複数の揺動床１４と、この揺動床１４に空気を供給可能なディフューザ１８とが設けられる。処理槽１１の下流側の部分には、揺動床は設けられずに被処理水１３に空気を供給可能なディフューザ２０が設けられる。処理槽１１に被処理水１３を供給する供給路３１は、被処理水１３の一部を、処理槽１１における揺動床１４が設けられた上流側の部分に供給可能であり、かつ被処理水１３の残部を、処理槽１１における揺動床が設けられていない下流側の部分に供給可能である。揺動床１４は、この揺動床１４を通過する水流に乱れが生じることを防止するための、揺動床１４の内部とその外部とを仕切る整流部材３０を有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曝気式の細長い処理槽の長手方向に沿って被処理水を移動させながら、この被処理水を処理するように構成され、
処理槽における被処理水の移動方向に沿った上流側の部分に、接触材を備えた複数の揺動床と、この揺動床に空気を供給可能な第１の散気装置とが設けられ、
処理槽における被処理水の移動方向に沿った下流側の部分には、揺動床は設けられずに被処理水に空気を供給可能な第２の散気装置が設けられ、
処理槽に被処理水を供給可能な供給路が設けられ、
この供給路は、被処理水の一部を、処理槽における複数の揺動床が設けられた前記上流側の部分に供給可能であるとともに、被処理水の残部を、処理槽における揺動床が設けられていない前記下流側の部分に供給可能であり、
前記揺動床は、この揺動床を通過する水流が揺動床の外のはみ出さないように、揺動床の内部とその外部とを仕切るように構成された整流部材を有することを特徴とする水処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機排水の処理方法としては、公共下水道をはじめとして、標準活性汚泥法が中心となっている。標準活性汚泥法を実施するための水処理設備として、たとえば前段に嫌気槽を設置するとともに、後段に好気槽を設置して、嫌気槽において流入廃水に対し無酸素状態下で脱窒菌による脱窒を行い、次に好気槽において酸素の存在下で活性汚泥に対し有機化合物の酸化分解と硝化菌によるアンモニアの硝化を行い、そして好気槽からの硝化液を嫌気槽に戻すことにより嫌気槽における脱窒反応を促進させるようにしたものが知られている。このような水処理設備は、特許文献１などに記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３１７８８４号公報（特に［０００４］、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような公知の水処理設備では、嫌気槽と好気槽とを別個に設置することが必要であり、しかも嫌気槽、好気槽とも処理効率が低いことから比較的大形にせざるを得ず、したがって必然的に設備全体が大形化するという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、このような問題点を解決して、設備を大形にすることなく効率的に水処理を行えるようにすることを目的とし、特に既存の設備を改良してその水処理効率を向上させることができるようにすることを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するため本発明の水処理設備は、
曝気式の細長い処理槽の長手方向に沿って被処理水を移動させながら、この被処理水を処理するように構成され、
処理槽における被処理水の移動方向に沿った上流側の部分に、接触材を備えた複数の揺動床と、この揺動床に空気を供給可能な第１の散気装置とが設けられ、
処理槽における被処理水の移動方向に沿った下流側の部分には、揺動床は設けられずに被処理水に空気を供給可能な第２の散気装置が設けられ、
処理槽に被処理水を供給可能な供給路が設けられ、
この供給路は、被処理水の一部を、処理槽における複数の揺動床が設けられた前記上流側の部分に供給可能であるとともに、被処理水の残部を、処理槽における揺動床が設けられていない前記下流側の部分に供給可能であり、
前記揺動床は、この揺動床を通過する水流に乱れが生じることを防止するための、揺動床の内部とその外部とを仕切るように構成された整流部材を有するものである。
【発明の効果】
【０００７】
このような構成であると、曝気式の処理槽の上流側の部分に複数の揺動床を設けたため、これを設けない場合に比べて水処理能力を向上させることができ、したがって設備を大形化することなく効率的に水処理を行うことができる。揺動床は、散気装置からの空気の供給を受けていても、その内部を嫌気性雰囲気とすることができるため、本発明の処理槽だけで、別途に嫌気槽を設置する必要なしに、嫌気処理と好気処理との両方の処理を行うことができる。揺動床では接触材から汚泥が剥離することで剥離汚泥が発生するが、第２の散気装置が設けられた下流側の部分へこの剥離汚泥が流下したときには、この剥離汚泥による水処理を行うことが可能である。よって、供給路によって下流側の部分に供給された被処理水を、この剥離汚泥によって処理することができる。このため本発明によれば、既存の曝気槽における上流側の部分に揺動床を設置するだけで、その槽の水処理能力を向上させることができる。既存の設備が、嫌気槽と、好気性の曝気槽との両者を備えたものである場合には、嫌気槽を用いずに曝気槽のみを用いただけで、それまでよりも効率の良い処理を行うこともでき、したがって設備の小形化を図ることができる。
【０００８】
また、揺動床がこの揺動床を通過する水流に乱れが生じることを防止するための整流部材を有する構成としたため、揺動床の接触材が、細長い処理槽の長手方向に沿った被処理水の水流と、第１の散気装置から被処理水中に供給された空気が浮力の作用で水中を上昇することにより発生される水流との二つの水流を受けるにもかかわらず、接触材の位置でこれらの水流に乱れが発生することを防止できる。このため、水流の乱れにもとづいて接触材が激しく振動し過ぎたり、それによって接触材が切断したりすることを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態の水処理設備を示す図である。
【図２】同水処理設備の拡大平面図である。
【図３】同水処理設備の正面視の断面を拡大して示す図である。
【図４】同水処理設備の側面視の断面を拡大して示す図である。
【図５】同水処理設備における揺動床の立体図である。
【図６】同水処理設備の要部の側面視の断面を拡大して示す図である。
【図７】同水処理設備のシステム全体を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示す処理設備において、１１は曝気式の処理槽であり、たとえばコンクリート製の壁体１２によって構成されている。図１の処理槽１１は、浅くて長細いものが例示されており、たとえば幅が１５〜２０メートル程度、長さが１２０メートル程度、水深が３〜４メートル程度のものを挙げることができる。図１に示される処理槽１１では、処理槽１１の内部の被処理水１３を、図の左側から右側に向けて移動させながら、この被処理水１３を処理する。
【００１１】
図１〜図４に示すように、処理槽１１における図１の左側の部分、すなわち処理槽１１における被処理水１３の移動方向に沿った上流側の部分には、複数の揺動床１４が設けられている。各揺動床１４は、多数の接触材１５を備えた揺動床本体１６と、この本体１６よりも下側に形成された空間１７とを有する。空間１７には、揺動床本体１６の接触材１５への散気のための第１の散気装置としての穴あきパイプ構造のディフューザ１８が設けられている。
【００１２】
図示のように、複数の揺動床１４は、処理槽１１の長さ方向に複数が連続的に列状に配列されているとともに、処理槽１１の幅方向に複数列が配置されている。そして揺動床１４は処理槽１１の幅方向には偶数列が配置され、一対の列どうしの間には、空間１９が、処理槽１１の長さ方向にわたって形成されている。
【００１３】
処理槽１１における揺動床１４の設置場所以外の部分、すなわち処理槽１１における被処理水１３の移動方向に沿った揺動床１４の設置場所よりも下流側の部分では、上流側の部分のような揺動床１４は設置されていない。そして、この下流側の部分における槽底部には、散気のための第２の散気装置としての穴あきパイプ構造のディフューザ２０が、槽底部の全体にわたって設置されている。図示のように、処理槽１１の下流側の部分におけるディフューザ２０の配列ピッチよりも、接触材１５へ空気を供給するために揺動床１４の空間１７に設けられたディフューザ１８の配列ピッチの方が小さくなるようにされている。すなわち、処理槽１１における揺動床が設置されていない下流側の部分よりも、その上流側の部分における揺動床１４の方へより多量の空気が供給されるように構成されている。
【００１４】
図５は、揺動床１４の詳細構造を示す。この図５において、２２は揺動床を構成するための枠体であり、チャンネル材などの部材２３を用いて直方体状に形成されることで、揺動床１４の本体部１６のためのフレームを構成している。枠体２２を構成する鉛直方向の部材２３ａが下方に鉛直されることによって脚部２４が形成されており、これらの脚部２４で囲まれた部分が前述の空間１７となる。
【００１５】
本体部１６の頂部および底部には、それぞれ複数の中実または中空の棒材２５、２６が、互いに平行となるように水平方向に配列されている。そして頂部の各棒材２５と底部の各棒材２６が対をなしており、これら一対の棒材２５、２６どうしの間に、複数の接触材１５がわたされている。
【００１６】
各接触材１５は、一対の棒材２５、２６どうしの間にわたされた上下方向の芯材２７と、この芯材２７の長さ方向にわたってこの芯材２７から放射状に突出する多数の房状糸２８とを備えている。芯材２７は、微生物の付着しにくい糸状の材料にて形成されている。房状糸２８は、微生物の付着しやすいアクリルハイバルク繊維などの嵩高の繊維にて形成されている。図示のように、揺動床１４の本体１６には、その縦方向および横方向に沿ってそれぞれ多数の接触材１５が配置されている。すなわち、一つの揺動床１４の内部には、多数の接触材１５が収容されている。
【００１７】
一つの揺動床１４における一つの側面は、平板状の整流部材３０によって覆われている。これによって、各揺動床１４は、その一つの側面において、その内部と外部との間が仕切られている。図２、４、６に示すように、各揺動床１４は、その整流部材３０が空間１９に面するように、すなわち、整流部材３０によって揺動床１４の内部と空間１９とが仕切られるように構成されている。
【００１８】
３１は、処理槽１１へ被処理水１３を供給するための供給路である。この供給路３１は、処理槽１１の長さ方向に沿った複数の位置において、その位置で処理槽１１へ被処理水１３を供給するための供給口３２を有する。すなわち、供給路３１は、被処理水１３を、処理槽１１における揺動床１４が設けられた上流側の部分と、揺動床は設けられておらず散気用のディフューザ２０だけが設けられた下流側の部分とに分けて供給すなわち注入することが可能である。
【００１９】
図示の例では、複数の揺動床１４は、処理槽１１の長さ方向に沿った上流側の四分の一の部分に設置されている。そして、最上流側の供給口３２は、処理槽１１における揺動床１４が設けられた部分の上流端側の位置に設置されている。他の供給口３２は、最上流側の供給口３２から処理槽１１の長さの四分の一ずつのピッチをおいた３箇所に設置されている。すなわち、処理槽１１をその長さ方向に沿って４等分に区画した領域に対応して、その領域の上流端側の位置にそれぞれ設置されている。揺動床１４が設けられた部分とそれよりも下流側の部分との境界は明瞭であるが、揺動床が設けられていない部分の区画領域どうしの境界３３は仮想的なものである。なお、この境界３３に仕切壁を設けることも可能である。
【００２０】
そして図示の例では、たとえば供給路３１から処理槽１１に２０ｋｇＢＯＤ／ｍ３・ｄａｙの被処理水を供給する場合には、揺動床１４が設けられた部分の上流端側の位置に設けられた供給口３２からは１０ｋｇＢＯＤ／ｍ３・ｄａｙで被処理水を供給し、それよりも下流側の供給口３２では、上流側から下流側に向けて順に、４ｋｇＢＯＤ／ｍ３・ｄａｙ、３．５ｋｇＢＯＤ／ｍ３・ｄａｙ、２．５ｋｇＢＯＤ／ｍ３・ｄａｙとすることができる。
【００２１】
図７は、図１〜図６に示される処理槽１１を用いた設備全体の概略構成を示す。ここで３５は原水が供給されるスクリーンで、その下流側には調整槽３６が設置されている。そして、調整槽３６の下流側に、図１〜図６に示される処理槽１１が設置されている。処理槽１１よりも下流側には沈殿槽３７と砂ろ過装置３８とがこの順で設置されている。砂ろ過装置３８は、処理水を排出可能である。沈殿槽３７は被処理水中に含まれる汚泥を沈殿させることが可能であるが、沈殿した汚泥の一部が汚泥濃縮槽３９に送給されるとともに、その残部が返送汚泥４０として処理槽１１に戻されるように構成されている。４１は脱水機で、汚泥濃縮槽３９からの濃縮汚泥を脱水して、水分含有率の低下した汚泥を生成可能である。
【００２２】
このような構成において、スクリーン３５と調整槽３６とを経たうえで、処理槽１１における揺動床１４が設置された上流側部分に供給路３１から被処理水１３が供給されると、この被処理水１３は、処理槽１１の下流側に向けて移動を開始する。被処理水１３はそれによって揺動床１４の内部に入り込むのであるが、そのとき、揺動床１４では、図６に示すように散気用のディフューザ１８から水中に放出される気泡４２が被処理水１３から浮力を受けることで上昇し、被処理水１３にはそれに伴う上昇流４３が発生する。そして、この気泡４２を含む上昇流４３が接触材１５と接触することで、その房状糸２８の部分で好気性処理が行われる。これによって接触材１５には汚泥が付着し、汚泥付着量が一定以上になると、接触材１５の中心部分では、もはや気泡４２の接触が行われず、このため嫌気的雰囲気となって、嫌気処理が行われることになる。
【００２３】
このため、処理槽１１は、ディフューザ１８、２０を備えた曝気槽すなわち好気槽であるにもかかわらず、その内部で好気性処理と嫌気性処理との両方を行うことができる。このため、揺動床１４を備えた処理槽１１を用いた場合は、図７に示すように処理槽１１よれも前段に嫌気槽を設置しなくても、すなわち嫌気槽を省略した状態で、嫌気性処理と好気性処理との両方を行うことができる。
【００２４】
図６に示すように、揺動床１４の内部を上昇した上昇流４３は、その後に空間１９を下降して元に戻る。すなわち揺動床１４と空間１９とを経由する循環流４４となる。またこのとき、揺動床１４の内部には、上述のように処理槽１１の上流側から下流側に向かう被処理水１３の流れが存在する。すなわち、揺動床１４の内部には複雑な流れが存在する。
【００２５】
しかし、図示のように平板状の整流部材３０が設けられているので、循環流４４に乱れが生じることを防止できる。また整流部材３０が設けられていることから、揺動床１４の内部を処理槽１１の上流側から下流側に流れる被処理水１３も揺動床１４から空間１９へ流れ出すことで乱れが生じることがなく、さらに空間１９を処理槽１１の上流側から下流側に流れる被処理水１３が空間１９から揺動床１４の内部に入り込むことで乱れが生じることもない。したがって、揺動床１４の内部では安定な流れが生じることになる。
【００２６】
揺動床１４では、接触材１５の房状糸２８が被処理水１３の流れを受けて振動し、接触材１５に付着し成長していた汚泥がその振動によって剥離することで、高い処理効率を達成することができる。しかし、揺動床１４の内部の流れに乱れが生じると、房状糸２８が振動しすぎて却って処理効率が低下するおそれがある。また振動しすぎると糸状の接触材が切断するおそれもある。これに対し、図示のように整流部材３０が設けられていることで、このような不都合の発生を確実に防止することができる。
【００２７】
房状糸２８が水流によって適切に揺動することで接触材１５から剥離した汚泥は、細かな粒状のグラニュール汚泥となる。このグラニュール汚泥は、水流によって処理槽１１の下流側における揺動床１４が設置されていない部分に流れ込む。この揺動床１４が設置されていない部分では、供給路３１の供給口３２を経て、調整槽３６からの被処理水の一部が流れ込んでいる。このため、この部分は、グラニュール汚泥を利用した好気性雰囲気での汚泥処理が可能であり、図７に示される汚泥濃縮槽３９からの返送汚泥４０が供給されることとあいまって、活性汚泥処理槽として機能する。詳細には、上述しかつ図１において具体的な数値を記入した例のような負荷配分とすることで、グラニュール汚泥を利用し処理を効率的に行うことができる。
【００２８】
このようにして処理槽１１における排水処理が行われる。処理後の水は、図７に示すように沈殿槽３７に送られて沈殿処理される。その結果生じた上澄水は、砂ろ過装置３８を経由した後に処理水として系外に排出される。沈殿槽３７では、被処理水中に含まれる汚泥は沈殿し、水分を含んだ状態で沈殿槽３７の外部へ引き抜かれる。引き抜かれた汚泥の一部は返送汚泥４０として処理槽１１に戻され、上述の活性汚泥処理に供される。沈殿槽３７から引き抜かれた汚泥の残部は、汚泥濃縮槽３９にて濃縮され、さらに脱水機４１にて大部分の水分が取り除かれたうえで、固形あるいはそれに近い汚泥として系外に排出される。
【００２９】
処理槽１１は、新規に設置することも可能であるが、既存の曝気槽を改造して用いることも可能である。すなわち、揺動床１４を用いることで、これを用いない場合に比べて処理能力が格段に向上するため、既存の曝気槽の上流側部分のみに多数の揺動床１４を設置するだけで、既存の嫌気槽と曝気槽とを組み合わせたシステムと同等以上の処理能力を達成することができる。よって、既存のシステムから嫌気槽を取り除いたうえで、新たなシステムを構築することができ、きわめて効率的である。
【符号の説明】
【００３０】
１１  処理槽
１３  被処理水
１４  揺動床
１５  接触材
１８  ディフューザ（第１の散気装置）
２０  ディフューザ（第２の散気装置）
２７  芯材
２８  房状糸
３０  整流部材
３１  供給路
３２  供給口
【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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