(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐＨ調整を行なう第１のｐＨ調整槽と、
第１のｐＨ調整槽に接続された第１の嫌気槽と、
第１の嫌気槽に接続された第１の処理水槽と、
第１の処理水槽に接続された第２のｐＨ調整槽と、
第２のｐＨ調整槽に接続された第２の嫌気槽と、
第２の嫌気槽に接続された第２の処理水槽と、
を備え、第１のｐＨ調整槽の出口と第２の嫌気槽の入口との間、および第２のｐＨ調整槽の出口と第１の嫌気槽の入口との間に、第１のバイパス管および第２のバイパス管を各々設け、
第１の嫌気槽の出口と第２の処理水槽の入口との間、および第２の嫌気槽の出口と第１の処理槽の入口との間に、第３のバイパス管および第４のバイパス管を各々設け、
第１のｐＨ調整槽、第１の嫌気槽および第１の処理水槽により処理された有機性廃水を第２のｐＨ調整槽、第２の嫌気槽および第２の処理水槽により再度処理することができることを特徴とする廃水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性廃水を処理する廃水処理装置に係り、とりわけ安定かつ確実に処理することができる廃水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機性廃水の処理においては、近年省エネルギー型である嫌気性廃水処理、中でも特にＵＡＳＢ（Upflow Anaerobic Sludge Blanket ：上向流式嫌気性汚泥床）と、標準活性汚泥法を代表とする好気性処理とを組み合わせ、河川放流が可能な性状まで廃水処理を行う廃水処理装置が普及してきている。
【０００３】
次に図２により、従来の廃水処理装置について説明する。図２に示すように、従来は嫌気性処理にて有機性廃水を一次処理した後、好気性処理にて二次処理を行い河川放流とする装置が一般的である。すなわち、図２に示すように、有機性廃水はまずｐＨ調整槽２１に入り、ここで有機性廃水に対して蒸気加温とＮａＯＨの注入により温度・ｐＨコントロールが行われる。次にｐＨ調整槽２１内の有機性廃水は給液ポンプ２２により嫌気槽２３に送られ、ここでメタン発酵により廃水中の有機成分はメタンガスと炭酸ガスに分解し一次処理が行なわれる。この場合、嫌気槽２３はＵＡＳＢを有している。バイオガスは脱硫塔２８に送られ、脱酸素に使用されないものについては、有効利用あるいは放出可能なレベルまで硫化水素濃度を低下した後大気放散される。
【０００４】
処理された廃水は嫌気槽２３からオーバーフローにより処理水槽２４へ送られ、さらにオーバーフローにより好気槽２５へ送られ、ここで二次処理が行なわれる。好気性処理をした廃水は次に沈殿槽２６へ送られ、ここで廃水中の好気性の菌体が沈殿除去された後放流槽２７へ送られる。また沈殿槽２６で沈殿した菌体は、定期的にポンプ２６ａにより引抜かれ、その一部は返送汚泥として好気槽２５へ戻し、一部は余剰汚泥として装置外部へ排出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
また処理水槽２４で沈殿した沈殿物もポンプ２４ａで引抜かれ、ｐＨ調整槽２１へ送られる。嫌気性処理と好気性処理を組み合わせた装置の場合、装置全体から発生する余剰汚泥量は、同様の廃水を好気性処理のみで処理する場合の余剰汚泥量と比較して１／５〜１／２０となる。また嫌気性処理後の廃水の性状が安定するため、後段の好気性処理は安定して運転でき、また同一の槽容量で比較した場合、嫌気性処理は好気性処理と比較して高除去率を有しているため、装置全体の槽容量は好気性処理のみの場合に対し小さくなる。
【０００６】
従来技術では装置全体から発生する余剰汚泥量は、好気処理のみの装置と比較して少量にはなるもののゼロにすることができない。
【０００７】
また、低濃度の廃水に対して嫌気性処理と好気性処理を組み合わせて行なう装置は、好気処理のみの場合と比較して、ランニングコストに差があまりなく投資に対する効果に乏しい。
【０００８】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、装置全体から発生する余剰汚泥量を最小限とすることができ、かつ全体の構造をコンパクトにすることができる廃水処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ｐＨ調整を行なう第１のｐＨ調整槽と、第１のｐＨ調整槽に接続された第１の嫌気槽と、第１の嫌気槽に接続された第１の処理水槽と、第１の処理水槽に接続された第２のｐＨ調整槽と、第２のｐＨ調整槽に接続された第２の嫌気槽と、第２の嫌気槽に接続された第２の処理水槽と、を備え、第１のｐＨ調整槽の出口と第２の嫌気槽の入口との間、および第２のｐＨ調整槽の出口と第１の嫌気槽の入口との間に、第１のバイパス管および第２のバイパス管を各々設け、第１の嫌気槽の出口と第２の処理水槽の入口との間、および第２の嫌気槽の出口と第１の処理槽の入口との間に、第３のバイパス管および第４のバイパス管を各々設け、第１のｐＨ調整槽、第１の嫌気槽および第１の処理水槽により処理された有機性廃水を第２のｐＨ調整槽、第２の嫌気槽および第２の処理水槽により再度処理することができることを特徴とする廃水処理装置である。
【００１０】
本発明によれば、第１のｐＨ調整槽、第１の嫌気槽および第１の処理水槽により処理された有機性廃水を第２のｐＨ調整槽、第２の嫌気槽および第２の処理水槽により再度処理することにより、廃水中の有機物を確実に除去することができ、装置全体から生じる余剰汚泥の量をきわめて小さくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明による廃水処理装置の一実施の形態を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、廃水処理装置は廃水を受入れるとともにＮａＯＨおよび蒸気が投入され、廃水のｐＨ調整を行なう第１のｐＨ調整槽１と、第１のｐＨ調整槽１にポンプ３および弁１１を介して接続されるとともにＵＡＳＢを有する第１の嫌気槽５と、第１の嫌気槽５に弁１３ａを有するオーバーフロー管１３を介して接続された第１の処理水槽７とを備えている。
【００１３】
また第１の処理水槽７には、オーバーフロー管１９を介してＮａＯＨおよび蒸気が投入される第２のｐＨ調整槽２が接続され、第２のｐＨ調整槽２にはポンプ４および弁１２を介して第２の嫌気槽６が接続されている。また第２の嫌気槽６には、弁１４ａを有するオーバーフロー管１４を介して第２の処理水槽８が接続され、第２の処理水槽８にはオーバーフロー管２０を介して放流槽９が接続されている。
【００１４】
また第１の嫌気槽５、第１の処理水槽７、第２の嫌気槽６、および第２の処理水槽８には、バイオガスを受け、硫化水素濃度を低下させた後このバイオガスを大気放出する脱硫塔１０が接続されている。
【００１５】
また第１の処理水槽７には、第１の処理水槽７内の沈殿物を引抜いて第１のｐＨ調整槽１へ戻すポンプ７ａが設けられ、さらに第２の処理水槽８にも第２の処理水槽８内の沈殿物を引抜いて第２のｐＨ調整槽２へ戻すポンプ８ａが設けられている。
【００１６】
また第１のｐＨ調整槽１のポンプ３の出口と第２の嫌気槽６の入口との間に弁１５ａを有する第１のバイパス管１５が設けられ、第２のｐＨ調整槽２のポンプ４の出口と、第１の嫌気槽５の入口との間に弁１６ａを有する第２のバイパス管１６が設けられている。また、第１の嫌気槽５の出口と第２の処理水槽８の入口との間に弁１７ａを有する第３のバイパス管１７が接続され、第２の嫌気槽６の出口と第１の処理水槽７の入口との間に弁１８ａを有する第３のバイパス管１８が接続されている。
【００１７】
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。図１に示すように、有機性廃水はまず第１のｐＨ調整槽１に入る。次にこの第１のｐＨ調整槽１に蒸気とＮａＯＨが投入され、廃水の温度およびｐＨ調整が行なわれる。この場合、弁１１，１３ａ，１４ａは開、弁１５ａ，１６ａは閉となっている。
【００１８】
次に第１のｐＨ調整槽１内の廃水がポンプ３により第１の嫌気槽５内に送られ、ここでメタン発酵により廃水中の有機成分がメタンガスと炭酸ガスに分解される一次処理が行なわれる。第１の嫌気槽５で処理された廃水はオーバーフロー管１３を経て第１の処理水槽７へ送られ、さらにオーバーフロー管１９を経て第２のｐＨ調整槽２へ送られる。
【００１９】
この間、第１の嫌気槽５および第１の処理水槽７で発生したバイオガスは脱硫塔１０に送られ、脱酸素に使用されないバイオガスについては有効利用あるいは放出可能なレベルまで硫化水素濃度を低下した後大気放散される。
【００２０】
また、第１の処理水槽７内の沈殿物は、ポンプ７ａにより引抜かれて第１のｐＨ調整槽１へ戻される。
【００２１】
次に第２のｐＨ調整槽２へ送られた廃水は、第２のｐＨ槽２内で、再び温度およびｐＨが調整され、ポンプ４により第２の嫌気槽６へ送られ、ここで廃水に対して二次処理が行なわれる。第２の嫌気槽６内で処理された廃水はオーバーフロー管１４を経て第２の処理水槽８へ送られ、さらにオーバーフロー管２０により放流槽９へ送られる。このようにして廃水が処理されて得られた処理水は、その後、放流槽９から外部へ放流される。
【００２２】
この間、第２の嫌気槽６および第２の処理水槽８において発生するバイオガスは脱硫塔１０へ送られ、この脱硫塔１０により前述と同様バイオガス中の硫化水素濃度が低減される。
【００２３】
一次処理を行う第１の嫌気槽５内では廃水中の有機成分の濃度が高いため、処理の継続とともにメタン菌の増加が見込まれる。一方、二次処理を行う第２の嫌気槽６内では一次処理をした廃水が供給されるため、廃水中の有機成分が低く、メタン菌の自己消化による菌体の減少が見込まれる。
【００２４】
このため第１の嫌気槽３と第２の嫌気槽６を一定の期間をおいて切り替える。すなわち一次処理用の第１の嫌気槽５を二次処理用に、二次処理用の第２の嫌気槽６を一次処理用へと切り替えることにより、それぞれの嫌気槽内５，６では菌体の増加・減少が繰り返される。
【００２５】
次にこの切り替え時の運転について、以下詳述する。まず弁１１，１３ａ，１２および１４ａを閉、弁１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａを開とすることにより、第１のｐＨ調整槽１内の廃水を第１のバイパス管１５を経て第２の嫌気槽６へ送り、第２の嫌気槽６内の廃水を第４のバイパス管１８を経て第１の処理水槽７内へ送ることができる。また、第２のｐＨ調整槽２内の廃水を第２のバイパス管１６を経て第１の嫌気槽５へ送り、第１の嫌気槽５内の廃水を第３のバイパス管１７を経て第２の処理水槽８内へ送ることができる。
【００２６】
このようにして第１の嫌気槽５と第２の嫌気槽６内において、菌体の増加、減少が繰り返され、装置全体として菌体量を一定に保つことができる。
【００２７】
以上のように本実施の形態によれば、第１のｐＨ調整槽１、第１の嫌気槽５および第１の処理水槽７により処理された廃水を、第２のｐＨ調整槽２、第２の嫌気槽６および第２の処理水槽８により再度処理することにより装置全体から生じる余剰汚泥の発生量を極めて少なく、例えばゼロとすることが可能となる。これにより汚泥を処理するための汚泥濃縮装置や汚泥脱水機、脱水機用凝集剤装置なども不要となり、さらに従来の嫌気性処理と好気性処理とを組み合わせた装置と比較して、設置面積はさらに小さくなる。
【００２８】
すなわち嫌気性処理１段では廃水中の有機物について通常８０〜９０％の除去効果しか得られないのに対し、嫌気性処理を複数段に組み合わせることにより９５％以上の有機物の除去を行なうことができ、余剰汚泥の量を極めて小さくすることができる。また複数の嫌気処理槽５，６のそれぞれを一次処理用および二次処理用に任意に切り替えることができるので、各嫌気槽５，６の菌体量や活性に差がつかず均一に保つことが可能となり、装置全体で安定した処理を行なうことができる。
【００２９】
次に本発明の他の実施の形態について説明する。本発明の変形例としてＵＡＳＢを有する複数の嫌気槽５，６を設け、放流槽９の出口配管にＳＳ濃度監視機構を設け、処理水のＳＳ濃度を常時監視し、一定濃度以下となった時に最終次嫌気槽（例えば第２の嫌気槽６）内の菌体量が減少したとして各嫌気槽５，６の一次処理、二次処理を切り替えてもよい。あるいは各嫌気槽５，６に超音波、光などを用いた位置測定機構を設け、嫌気槽５，６内の菌体層の界面レベルを常時監視し、一定高さ以上あるいは以下になったとき菌体量が増加あるいは減少したとして嫌気槽５，６を切り替えてもよい。あるいは各嫌気槽５，６の槽壁に菌体サンプリング用配管を鉛直方向に一定間隔で設け、定期的に引抜きを行い菌体層の界面レベルを監視し、一定レベル以上あるいは以下になったとき菌体量が増加あるいは減少したと判断して嫌気槽５，６を切り替えてもよい。
【００３０】
また嫌気槽５，６として固定床方式のものを用い、各嫌気槽５，６の給液配管、処理水配管に差圧測定機構を設け、一定の差圧以上になったとき菌体量が増加したと判断して嫌気槽５，６の切り替えを行なってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、廃水中の有機物を確実に除去することができ、装置全体から生じる余剰汚泥の量をきわめて小さくすることができる。また、汚泥処理を行なうための汚泥濃縮装置や汚泥脱水機が不要となるので、装置全体のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による廃水処理装置の一実施の形態を示す概略系統図。
【図２】従来の廃水処理装置を示す概略系統図。
【符号の説明】
１  第１のｐＨ調整槽
２  第２のｐＨ調整槽
５  第１の嫌気槽
６  第２の嫌気槽
７  第１の処理水槽
８  第２の処理水槽
９  放流槽
１５  第１のバイパス管
１６  第２のバイパス管
１７  第３のバイパス管
１８  第４のバイパス管
【図１】
0003922835.tif 000002
【図２】
0003922835.tif 000003