(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硝化促進型活性汚泥法の沈殿池において、沈殿池底面上を汚泥ピットに対して往復するように配置され、凹面状をなし、汚泥ピットに対向した掻き寄せ面と、前記掻き寄せ面より汚泥ピットから離間方向に沈殿池底面に向けて傾斜する傾斜面とを有した掻き寄せエレメントにより汚泥ピットに対する汚泥の掻き寄せを行うに際し、往行時に掻き寄せエレメントを約2.3ｍ／分の速度で運転し、復行時に掻き寄せエレメントを2.5〜4.5ｍ／分の速度で運転することにより、汚泥の滞留時間増大に原因する脱窒によるスカム浮上を防止しつつ汚泥の巻き上げを抑制し水質を維持したことを特徴とする掻き寄せエレメントの往復駆動方法。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、復行時の掻き寄せエレメントの速度は約3.5ｍ／分である掻き寄せエレメントの往復駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は下水処理場において、特に、硝化促進型活性汚泥法の最終沈殿池における掻き寄せエレメントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
沈殿池などの底面上を汚泥ピットに対して往復するように配置され、凹面状をなし、汚泥ピットに対向した掻き寄せ面と、前記掻き寄せ面より汚泥ピットから離間方向に沈殿池底面に向けて傾斜する傾斜面とを有した掻き寄せエレメントは、特開平５−２４５３０８号公報などにおいて、公知である。この種の掻き寄せエレメントは汚泥ピットに向けての往行時は掻き寄せ面によって汚泥をピットに向けて１ストローク分掻き寄せ、復行時は汚泥をその部位に留まらせ、掻き寄せエレメントの往復によって汚泥を汚泥ピットに１ストロークづつ掻き寄せている。掻き寄せエレメントの往行時の速度は汚泥の蓄積を回避しうる程度に高い必要がある。他方、復行時には掻き寄せエレメントはその傾斜面により汚泥を潜り抜けることができるため、往行時より高速とすることができ、速やかに次の往行に移行でき、掻き寄せ効率を高めることができる。そして、特開平５−２４５３０８号公報の技術では往行時の速度は３ｍ／分とし、復行時の速度は１２ｍ／分としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術における掻き寄せエレメントにおいては往行時に際しては掻き寄せを３ｍ／分にすると共に復行時の速度を往行時の速度と比較して１２ｍ／分と大きくとることにより高い掻き寄せ効率を狙っている。即ち、掻き寄せエレメントの場合は往行及び復行共に掻き寄せエレメントが沈殿池底面上を移動するため汚泥の巻き上げの発生が懸念されるが、復行時には、掻き寄せエレメントの傾斜形状に基づいて堆積汚泥を潜り抜け、汚泥の巻き上げが起こりにくいため、往行時の掻き寄せエレメントの速度に対して復行時の掻き寄せエレメントの速度を相当大きくしている。しかしながら、従来技術の速度設定では、実際には汚泥の巻上げによって汚泥が含まれた状態で流出しうるため水質悪化の問題があった。そこで、汚泥の巻き上げによる水質汚染を回避するため掻き寄せエレメントの速度を低下せしめることが考えられるが、あまりに低速にすると沈殿池の底面の汚泥堆積量を適切に制御できない。その上、硝化促進型活性汚泥法の最終沈殿池の汚泥の場合は沈殿池での汚泥滞留時間が長くなり、脱窒によるスカム浮上の問題があった。即ち、下水処理場では好気処理（曝気）を行うことにより汚泥中に含まれる好気性の硝化菌の存在下でアンモニア性窒素を亜硝酸を経由して硝酸に酸化する硝化処理が行われる。従って、沈殿池への流入水には亜硝酸や硝酸が含まれているが、沈殿池の池底に堆積した汚泥内は雰囲気としては嫌気状態であるため、沈殿池での汚泥滞留が長くなるとそこに含まれる嫌気性の亜硝酸菌や硝酸菌の働きで亜硝酸や硝酸は窒素に変換され、スカムとして水面に浮いてくるのである。
【０００４】
この発明は以上説明の問題点に鑑みなされたものであり、硝化促進型活性汚泥法の沈殿池において汚泥の巻き上げやスカム浮上を生ずることなく汚泥堆積を理想的に制御しうるようにすることを目的とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
請求項１に記載の発明によれば、硝化促進型活性汚泥法の沈殿池において、沈殿池底面上を汚泥ピットに対して往復するように配置され、凹面状をなし、汚泥ピットに対向した掻き寄せ面と、前記掻き寄せ面より汚泥ピットから離間方向に沈殿池底面に向けて傾斜する傾斜面とを有した掻き寄せエレメントにより汚泥ピットに対する汚泥の掻き寄せを行うに際し、往行時に掻き寄せエレメントを約2.3ｍ／分の速度で運転し、復行時に掻き寄せエレメントを2.5〜4.5ｍ／分の速度で運転することにより、汚泥の滞留時間増大に原因する脱窒によるスカム浮上を防止しつつ汚泥の巻き上げを抑制し水質を維持したことを特徴とする掻き寄せエレメントの往復駆動方法が提供される。
【０００８】
請求項１の発明の作用・効果を説明すると、掻き寄せエレメントは往行時に掻き寄せ面によって汚泥を汚泥ピットまで１ストローク分移送し、そして往行時の掻き寄せエレメントの速度は約2.3ｍ／分に設定される。往行速度が大きいほど掻き寄せ効率はよくなるが、過大であると汚泥の巻き上げが起こりうる。また、掻き寄せ速度が小さすぎると、所期の掻き寄せ効果が得られず、汚泥の堆積が進行する。また、硝化促進型活性汚泥法の沈殿池の汚泥の場合は沈殿池内での脱窒によりスカム浮上の問題がある。即ち、嫌気状態になる沈殿池の汚泥中においては３０分間を超える汚泥の滞留があると、汚泥中の亜硝酸菌や硝酸菌汚泥の働きで脱窒が起こり、これが汚泥に混じり軽量のスカムとなって水面に浮上し、水質悪化の原因となる。これらを総合すると、往行時の掻き寄せエレメントの速度は約2.3ｍ／分が適当である。他方、掻き寄せエレメントの復行時には、掻き寄せエレメントの傾斜面が前回底面上の堆積汚泥を潜り抜け、汚泥をその位置に留まらせるため、往行時と比較して速度を高めることができる。しかしながら、復行時の速度が4.5ｍ／分の上限を超えると、掻き寄せエレメントの傾斜面が汚泥を潜り抜けるといっても汚泥の巻き上げはどうしても生じ、かえって水質を悪化させるためこの値が復行時の掻き寄せエレメントの速度の上限となる。叉、低速に過ぎると、次回の往行動作に移行するのが遅くなるため、下限速度としては2.5ｍ／分が適当である。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、復行時の掻き寄せエレメントの速度は約3.5ｍ／分である掻き寄せエレメントの往復駆動方法が提供される。
【００１０】
請求項２の発明の作用・効果を説明すると、往行時の掻き寄せエレメントの速度は約2.3ｍ／分、復行時の掻き寄せエレメントの速度は約3.5ｍ／分とすることにより所期の掻き寄せ量を得つつ、汚泥の巻き上げ及びスカム浮上のいずれの不具合も生ずることなく、最適の汚泥掻き寄せ動作を実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１において、１０は下水処理場や浄水場に設けられる沈殿池であり、流入水に含まれる汚泥を沈殿・分離するため設置されるものである。即ち、沈殿池１０の上部には導水渠１２が開口しており、処理すべき下水や上水は導水渠１２より矢印aのように沈殿池１０にその上部より流入せしめられる。沈殿池１０での処理後は流出口１３より矢印cのように排出される。
【００１２】
沈殿池１０の底部における流入側の端部に汚泥ピット１４が設けられ、沈殿池１０の底部に沈積された汚泥は後述のようにかき寄せ装置によって汚泥ピット１４に向けてかき寄せられ、最終的に汚泥ピット１４内に集められる。汚泥ピット１４には汚泥排出通路１６が開口しており、この汚泥排出通路１６には図示しない汚泥ポンプが設置され、汚泥ポンプの作動によって汚泥ピット１４に集められた汚泥を沈殿池１０の外部に矢印ｂのように排出することができる。
【００１３】
次ぎに、この発明の実施形態における往復動式汚泥かき寄せ装置について説明すると、１８は掻き寄せエレメント組立体を示しており、掻き寄せエレメント組立体１８は一連の掻き寄せエレメント２０と、一連の掻き寄せエレメント２０を等間隔をおいて懸架支持する支持部材２２とからなる。掻き寄せエレメント組立体１８は沈殿池底面１０Ａに沿って幅方向に間隔をおいて複数本配置される合成樹脂製ガイドレール２４上を摺動案内されるように配置される。
【００１４】
図１において、２６は掻き寄せエレメント２０の往復のための駆動機構を全体的に表しており、この駆動機構２６は電動型などの回転駆動モータ２８と、回転駆動モータ２８に内臓された図示しない変速機（その出力軸を３０にて表す）と、変速機出力軸３０に連結された揺動アーム３２と、揺動アーム３２の一端に枢着された往復ロッド３４と、往復ロッド３４の下端に枢着された三角形状リンク３６と、三角形状リンク３６を回転自在に支持するためのリンク支持体３８と、三角形状リンク３６を掻き寄せエレメント組立体１８に連結する連結ロッド４０とから構成される。回転駆動モータ２８は所定角度で揺動回転するようにインバータ制御され、変速機出力軸３０に連結された揺動アーム３２は矢印ｄ方向のように所定角度で揺動し、往復ロッド３４は矢印ｅのように上下往復し、三角形状リンク３６は矢印ｆのように揺動し、三角形状リンク３６の揺動は連結ロッド４０を介して掻き寄せエレメント２０の矢印ｇ方向の往復運動に変換される。掻き寄せエレメント２０のこの往復運動のストロークは掻き寄せエレメント２０のピッチと等しいかそれより僅かばかり大きくなるように設定されている。そのため、沈殿池底面１０Ａ上に沈積した汚泥は汚泥ピット１４に向けて１ストローク量づつ徐々に送られるようになっている。
【００１５】
図２には各掻き寄せエレメント２０の断面形状を示しており、沈殿池の幅方向（図２の紙面に直交する方向）に延びている。掻き寄せエレメント２０は汚泥ピットに対向して全体としては直立しているが幾分後方（汚泥ピットから離間した方向）に凹面をなした掻き寄せ面４２と、掻き寄せ面４２の上端より後方において沈殿池底面に向かった傾斜面４４とを備える。図２の（イ）は掻き寄せエレメント２０の往行時の掻き寄せ動作を模式的に説明しており、汚泥ピットに向けて矢印Ａ方向に掻き寄せエレメント２０が移動することによりその掻き寄せ面４２が汚泥Ｍに係合され、汚泥Ｍは１ストローク分汚泥ピットに向けて移送され、掻き寄せ面４２の凹面形状も相俟って効率的な掻き寄せを行うことができるようになっている。図２の（ロ）は復行時の動作を示しており、汚泥ピットから離間する方向に矢印Ｂのように掻き寄せエレメント２０が移動するとき、掻き寄せエレメント２０は汚泥ピットと離間側の隣接の掻き寄せエレメント（図示しない）が前回の往行時に掻き寄せた汚泥Ｍ´に対して先細となっているため、掻き寄せエレメント２０は汚泥Ｍ´を潜り抜け、汚泥Ｍ´を実質的にその位置に留まらせる。そのため、復行時に汚泥は実質的にその位置に留まり、掻き寄せエレメントの往行と復行との繰り返しにより沈殿池底面上の汚泥を１ストロークづつ汚泥ピットに向けて移送することができる。
【００１６】
この発明の掻き寄せエレメントは沈殿池の底面上を往復するものであるが、その前面を直立させ後面を傾斜させた形状により往行時の掻き寄せを行いつつ復行時に汚泥をその位置に実質的に留まらせるような動作が可能である。そこで、掻き寄せ効率を高めるため往行時に対して復行時の速度を高めることによりなるべく早く次回の往行動作に移行するようにしている。そこで、特開平５−２４５３０８号公報の技術では往行時に３ｍ／分、復行時には１２ｍ／分の設定としている。しかしながら、この従来技術では往行時に際しては掻き寄せエレメントの速度が速すぎるため汚泥の巻き上げによりかえって水質が悪化してしまう問題があった。即ち、掻き寄せエレメント２０の往行時（図２（イ））の先細形状は汚泥との緩衝を少なくするものではあるが、掻き寄せエレメントが沈殿池底面上を高速移動すると、そこに堆積した汚泥に対する影響は先細形状といっても無視しえず、汚泥の巻き上がりが生ずるのである。そこで、掻き寄せエレメントの速度を下げる対策は当然とりうるが、あまり低速とすると沈殿池における汚泥の滞留時間が長くなり、脱窒によるスカム浮上の問題が生ずる。即ち、沈殿池１０の手前では曝気により好気状態を生成し、汚泥中に含まれる硝化菌の働きでアンモニア性窒素を亜硝酸を経由して硝酸に変換する硝化処理を行うようにしている。亜硝酸や硝酸は嫌気性状態において窒素に変換され、大気中に無害な形で放出されるが、沈殿池１０は嫌気状態であるため、そこでの滞留時間が長くなりすぎると、脱窒反応により窒素が分離され、汚泥に混じり軽量スカムとなって沈殿池液面に浮上してくる問題が生じていた。そこで、本発明者らは往行速度と復行速度とを適宜変化させて鋭意検討を行い、最適条件を見つけ本発明に至ったものである。
【００１７】
下の表Iは、沈殿池において掻き寄せエレメントについて往行速度及び復行速度の組み合わせを変えて水質について評価を加えたものである。
表I
試験番号 ▲１▼ ▲２▼ ▲３▼ ▲４▼ ▲５▼ ▲６▼
往行速度       1.5       1.5       1.0       2.3       2.3       2.3
(m/分)
復行速度       4.5       1.5       1.0       4.5       3.5       2.5
(m/分)
評価           △*1       △*2     △*3      ○*4      ◎*5      ○*6
*1：汚泥巻き上げ及びスカム少し発生するが概ね良好
*2：スカム少し発生するが概ね良好
*3：スカム少し発生するが概ね良好
*4：良好
*5：最善
*6：良好
【００１８】
以上の表Iに示すように往行時の掻き寄せエレメントの速度が1.0〜2.3ｍ／分の範囲及び復行時の掻き寄せエレメントの速度が1.0〜4.5ｍ／分の範囲で良好な結果が得られ、特に、試験番号▲５▼の往行時の速度2.3ｍ／分で復行時の速度3.5ｍ／分の速度で最善の結果が得られることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の往復動式汚泥かき寄せ装置の全体概略図である。
【図２】図２は図１の往復動式汚泥かき寄せ装置における掻き寄せエレメントの詳細断面図であり、（イ）は往行時の掻き寄せエレメントの動作、（ロ）は復行時の掻き寄せエレメントの動作を模式的に表す。
【符号の説明】
１０…沈殿池
１０Ａ…沈殿池底面
１２…導水渠
１４…汚泥ピット
１６…汚泥排出通路
１８…掻き寄せエレメント組立体
２０…掻き寄せエレメント
２６…駆動機構
４２…掻き寄せ面
４４…傾斜面
M, M'…汚泥
【図１】
0003938870.tif 000002
【図２】
0003938870.tif 000003