(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を嫌気処理する嫌気処理槽と、嫌気処理された被処理水を好気処理する好気処理槽と、前記嫌気処理槽に対して下部を連通接続され、その連通部から前記嫌気処理槽内の被処理水が進入する汚泥消化槽とを設け、その汚泥消化槽に、気泡供給可能な散気部を設けると共に、前記散気部により被処理水を好気処理する好気処理部と、被処理水を好気処理しない嫌気処理部とを前記汚泥消化槽に形成し、前記嫌気処理槽と汚泥消化槽とに連通状態にある被処理水より固形物質を除去した上澄み液を前記好気処理槽に移流する移流機構を設けてある浄化槽。
【請求項２】
前記好気処理槽として、微生物を担持させた担体を流動可能に収容してある担体流動槽と接触材を充填した接触ばっ気槽とを被処理水がこの順に移流するように設け、前記担体より剥離した汚泥及び前記接触材より剥離した汚泥を前記汚泥消化槽に移送する汚泥移送機構を設けてある請求項１に記載の浄化槽。
【請求項３】
前記汚泥消化槽において、前記好気処理部と前記嫌気処理部とを仕切る濾床を設けた請求項１又は２いずれか１項に記載の浄化槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理水を嫌気処理する嫌気処理槽と、被処理水を好気処理する好気処理槽を設けた浄化槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市化の進展により、住宅や事務所等の一般建築物から排出される生活雑排水が、その汚濁負荷の軽減が十分進まないまま排出されており、公共用水の水質汚濁の大きな原因となっている。これは、従来、一般用の浄化槽として、し尿排水だけを処理対象とする単独浄化槽が用いられており、台所、洗濯、浴室等から生じる生活雑排水はそのまま放流されていたためである。この生活雑排水を適切に処理することは、公共用水域の水質汚濁の軽減に大きく貢献することは明らかであり、さらに、環境意識の向上に伴う水質の規制強化等により河川等に放流される排水の水質を向上させる浄化槽が望まれていた。
【０００３】
従来、このような浄化槽としては、処理対象排水がし尿排水だけでなく、生活雑排水も処理可能な合併浄化槽が用いられていた。この合併浄化槽は、被処理水を嫌気処理するとともに接触ばっ気槽等によって好気処理させることにより、高い水質基準を満足させることができるように、し尿排水のみならず、一般生活雑排水等も処理可能なように大容量に構成されている。
【０００４】
このような合併浄化槽は、嫌気処理を行う嫌気処理槽として、嫌気性微生物により被処理水原水中の有機物を吸着し酸化分解する嫌気濾床槽、被処理水原水中の固形物を分離除去する夾雑物除去槽等を備えて構成してあり、被処理水原水の流入や処理により生じた汚泥の分離や貯留が主な役割である。一方、好気処理を行う好気処理槽として、被処理水を対流させつつ微生物処理可能にする接触ばっ気槽、被処理水を大量の微生物の育成される濾床に通過させることにより微生物処理させる生物濾過槽等が備えて構成してあり、いずれも好気性微生物の持つ被処理水原水中の有機物の吸着酸化分解能力を利用した処理が主な役割である。
【０００５】
また近年、前記好気処理槽としては、図７に示したように、流動自在であり、かつ、微生物を担持した担体Ｃ１を活性汚泥と共に内部に収容した担体流動槽３や濾過膜を用いた膜分離槽を用いることが考えられている。この時、前記担体流動槽３を用いた場合には、その担体流動槽３内の被処理水に大量の固形物が含まれていると、前記活性汚泥や担体に担持される微生物に悪影響を及ぼす恐れがあるので、前処理において前記固形物を十分分解しておく必要があるものとされている。また、同様のことが膜分離槽の場合にも当てはまる。この分解処理を行うためには前記嫌気処理槽では限界があるため、好気濾床１２を設けた好気処理槽とすることが望ましいと考えられている。しかし、前記好気濾床１２は、一般に網状の容器により構成されており、未分解の固形物により目詰まりを起こす場合があることから逆洗管Ｄ５を設け、前記逆洗管Ｄ５より放出された逆洗水により、目詰まりした固形物を定期的に除去して被処理水中に浮遊させることを可能とする構成にしてある。また、このような好気処理槽は、好気性微生物に酸素を供給すると共に、前記好気処理槽内の被処理水を前記好気濾床１２に効率よく接触させて循環させるべく、散気管Ｄ１が内装されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の合併浄化槽において、浴槽より一時的に大量に排出される浴槽排水の浄化槽内への流入や逆洗水の放出により浄化槽内にある被処理水が流動し、前記嫌気処理槽内の貯留汚泥を舞い上がらせるとともに、一度に大量の被処理水が前記好気処理槽から担体流動槽に流入することになるから、前記好気処理槽内の固形物が前記担体流動槽に流入することになる。そのため、前記担体流動槽の上流側に嫌気濾床槽を設けた場合には汚泥の消化不足、好気処理槽を設けた場合には被処理水中に浮遊する固形分が原因となり、前記担体流動槽内に固形分が流入することになるという問題点があった。
【０００７】
また、上述のように、合併浄化槽はし尿排水のみならず、一般生活雑排水等も処理可能なように大容量に構成されているため、コンパクトな合併浄化槽が望まれていた。
【０００８】
従って、本発明の目的は、嫌気処理槽内の貯留汚泥が好気処理槽に移流しにくい、コンパクトな浄化槽を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
〔構成１〕
この目的を達成するための本発明の特徴構成は、請求項１に記載のように、
被処理水を嫌気処理する嫌気処理槽と、嫌気処理された被処理水を好気処理する好気処理槽と、前記嫌気処理槽に対して下部を連通接続され、その連通部から前記嫌気処理槽内の被処理水が進入する汚泥消化槽とを設け、その汚泥消化槽に、気泡供給可能な散気部を設けると共に、前記散気部により被処理水を好気処理する好気処理部と、被処理水を好気処理しない嫌気処理部とを前記汚泥消化槽に形成し、前記嫌気処理槽と汚泥消化槽とに連通状態にある被処理水より固形物質を除去した上澄み液を前記好気処理槽に移流する移流機構を設けたことにある。
【００１０】
〔作用効果１〕
つまり、被処理水を嫌気処理する嫌気処理槽と、嫌気処理された被処理水を好気処理する好気処理槽を設けることにより、嫌気濾床槽や夾雑物除去槽といった嫌気処理を行う槽と、担体流動槽、接触ばっ気槽、生物濾過槽といった好気処理を行う槽とを組み合わせて、前記被処理水を嫌気処理により嫌気分解させた後に好気処理させることが出来、効率よくＢＯＤの大きな被処理水の消化が可能となる。つまり、負荷の大きな被処理水を嫌気分解すると共に、負荷の低くなった被処理水を好気処理槽で高度に浄水できるのである。
【００１１】
ここで、気泡供給可能な散気部を備えた汚泥消化槽を設け、前記嫌気処理槽と前記汚泥消化槽とを下部で連通する連通部を設けることにより、前記嫌気処理槽において分離された被処理水中の汚泥を、ポンプ等の装置を使用することなく前記連通部を通じて前記汚泥消化槽へと送ることができる。
【００１２】
また、前記汚泥消化槽において前記散気部を備えて好気処理する好気処理部と前記散気部により好気処理しない嫌気処理部とを形成してあるから、前記汚泥消化槽内を機能分割して使用することができる。つまり、図１に示したように、前記散気部を、例えば前記嫌気処理槽と前記汚泥消化槽との隔壁の最下部より上部に、かつ前記汚泥消化槽の深さ方向の中間部に設置することにより、前記散気部より下部をばっ気されない嫌気処理部としての機能を、前記散気部より上部をばっ気される好気処理部としての機能をそれぞれ持たせることが可能となる。これにより前記嫌気処理部においては、被処理水から汚泥を分離し、嫌気性汚泥消化、汚泥濃縮貯留する機能を有し、前記好気処理部においては、好気性汚泥消化、汚泥減量の機能を有することができる。
【００１３】
このように、前記汚泥消化槽内を機能分割すると好気消化ができるから、従来の浄化槽における汚泥消化が嫌気消化のみの構成であることを考慮すると、汚泥を効率よく分解する効果が期待される。
ここで、後述の比較例において示したように、嫌気処理より好気処理を行った方が効率よく分解されるため、汚泥分解処理開始より２ヶ月経過後の残存汚泥量は、好気処理を行った方が明らかに少なくなっている。
つまり、前記汚泥消化槽における汚泥量については、嫌気濾床槽で嫌気性汚泥消化を行っていた従来の浄化槽に比べて明らかに少なくなると考えられるため、好気処理を行う好気処理部を有する汚泥消化槽を設けることにより、汚泥の減量化を実現できると言える。つまり、浄化槽内において汚泥貯留部を減容化できるため、浄化槽としてコンパクト化できる。
【００１４】
通常、浄化槽施設の敷地として広い面積を確保することは困難であり、建築物等に近接して浄化槽施設を設けなければならないといった立地条件に制約を受ける場合が多いが、上述のようにコンパクト化が実現できれば敷地条件に制約を受け難い合併浄化槽を提供できる。
また、汚泥が減量するのであるから、汚泥引き抜き作業の負担を軽減することができる。
【００１５】
また、前記被処理水より固形物質を除去した上澄み液を前記嫌気処理槽から前記好気処理槽に移流する移流機構を設けたことにより、固形物質を除去することで低負荷となった被処理水を優先的に前記移流機構により前記好気処理槽に移流することができる。ここで、前記移流機構としては、例えば、図４に示したように前記移流機構の被処理水吸い込み口を、前記嫌気処理槽の最低水位（ＬＷＬ）と同程度の高さに設けたＵ字管を設けた機構を採用することが出来、前記吸い込み口より固形物質を除去した上澄み液をエアリフト作用により前記好気処理槽へ移送することができるのである。
さらに、前記嫌気処理部において、被処理水はばっ気されることなくほぼ静止状態であることから、前記嫌気処理部の貯留汚泥が舞い上がることはほとんどないため、前記吸い込み口より前記貯留汚泥が汚泥消化槽外に流出することはほとんどない。つまり、嫌気処理槽内の貯留汚泥が好気処理槽に移流しにくい合併浄化槽を提供することが可能となる。
【００１６】
〔構成２〕
この目的を達成するための本発明の特徴構成は、請求項２に記載のように、上記構成１に加えて、
前記好気処理槽として、微生物を担持させた担体を流動可能に収容してある担体流動槽と接触材を充填した接触ばっ気槽とを被処理水がこの順に移流するように設け、前記担体より剥離した汚泥及び前記接触材より剥離した汚泥を前記汚泥消化槽に移送する汚泥移送機構を設けたことにある。
【００１７】
〔作用効果２〕
つまり、前記好気処理槽として、微生物を担持させた担体を流動可能に収容してある担体流動槽と接触材を充填した接触ばっ気槽を被処理水がこの順に移流するように設けることにより、ＢＯＤが２００ｍｇ／Ｌである被処理水の原水を２０ｍｇ／Ｌのレベルにまで低下させることが可能になる。つまり、通常の使用状態において、ＢＯＤの除去率が９０パーセント以上かつ浄化槽から放流される処理水のＢＯＤが２０ｍｇ／Ｌ以下の処理能力を有する合併浄化槽を提供することが可能になる。また、これにより被処理水の生物処理が前記担体流動槽と前記接触ばっ気槽での処理だけでも充分な処理効果があることが判る。
【００１８】
また、前記担体より剥離した汚泥及び前記接触材より剥離した汚泥を、前記汚泥消化槽に移送する汚泥移送機構を設けることにより、前記汚泥移送機構により前記汚泥消化槽に移送することができる。そのため、前記好気処理部において再度好気性汚泥消化を行うことができ、効率よく汚泥を分解することができる。
【００１９】
〔構成３〕
この目的を達成するための本発明の特徴構成は、請求項３に記載のように、上記構成１もしくは２に加えて、
前記汚泥消化槽において、前記好気処理部と前記嫌気処理部とを仕切る濾床を設けたことにある。
【００２０】
〔作用効果３〕
つまり、前記汚泥消化槽の嫌気処理部において、被処理水はばっ気されることなくほぼ静止状態であることから、前記嫌気処理部の貯留汚泥が舞い上がる可能性は低いが、前記汚泥消化槽における前記好気処理部と前記嫌気処理部とを仕切るように濾床を設けることにより、前記嫌気処理部にばっ気による被処理水の流動が及ぶ可能性をさらに低くすることが出来る。このため、前記嫌気処理部の貯留汚泥が舞い上がる可能性はより低くなるため、嫌気処理槽内の貯留汚泥が好気処理槽に、より移流しにくい合併浄化槽を提供することが可能となる。
また、前記好気処理部と前記嫌気処理部とを仕切るように濾床が設けられているから、前記汚泥消化槽における嫌気処理部と好気処理部の機能分割を、より効率的に行うことができる構成となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、これらによって限定されるものではない。
本発明の浄化槽は、図１〜２に示したように、嫌気処理槽として嫌気濾床槽１を、好気処理槽として担体流動槽３、接触ばっ気槽４を設け、前記嫌気濾床槽１の下流に汚泥消化槽２を、前記接触ばっ気槽４の下流に沈殿槽５、消毒槽６等を備えている。被処理水の原水は、原水流入部Ｉから前記嫌気濾床槽１に流入した後、汚泥消化槽２、担体流動槽３、接触ばっ気槽４の順に下流へ移送されつつ分解処理され、沈殿槽５、消毒槽６を経た後、放流口Ｚから槽外に放流される。
尚、図１は、本発明の浄化槽を平面視した図２における縦断側面図とする。
【００２２】
前記嫌気濾床槽１は嫌気濾床７を備えると共に、前記嫌気濾床７に嫌気性微生物を定着保持して育成させられる構成としてある。前記嫌気濾床槽１に流入した被処理水の原水は、前記嫌気濾床７の嫌気性微生物により嫌気処理を受け、被処理水中の固形物が分解処理される。分解処理により生じた汚泥は、前記嫌気濾床槽１の底部に沈降する。このようにして貯留した汚泥は、前記嫌気濾床槽１と前記汚泥消化槽２とを下部で連通する連通部８を経由して前記汚泥消化槽２へ送られる。前記嫌気濾床槽１の底部から前記連通部８を経由した前記汚泥消化槽２の底部までが汚泥の貯留部となる。
【００２３】
また、前記被処理水より固形物質を除去した上澄み液は、エアリフトポンプ等による移流機構Ｗ３を経由して前記担体流動槽３へと移流される。前記移流機構Ｗ３の被処理水吸い込み口は、前記嫌気濾床槽１の最低水位（ＬＷＬ）と同程度の高さに設けられており、前記吸い込み口より固形物質を除去した上澄み液を所定量ずつ好気処理槽である前記担体流動槽３へ移送することができるのである。ここで、前記嫌気濾床槽１の最高水位（ＨＷＬ）と最低水位（ＬＷＬ）との間を流量調整部とし、被処理水として台所、洗濯、浴室等から生じる大量の低負荷の生活雑排水が流入した場合に、この大量の被処理水が急激に下流槽に流出することのないように貯留しておく場所となっている。ここで、前記流量調節部の許容量を越えた大量の被処理水が流入した場合は、オーバーフローにより越流機構Ｗ１を経由して前記担体流動槽３へ移流させることができる。この時、大量に流入する被処理水は浴槽排水等の低負荷の生活雑排水であるから、前記被処理水を前記嫌気濾床槽１や前記汚泥消化槽２を経由させなくても何ら問題はない。つまり、前記越流機構Ｗ１により直接担体流動槽３へ移流させた場合においても、被処理水の処理効率の良い合併浄化槽を提供することができる。
【００２４】
前記汚泥消化槽２には気泡供給可能な散気管Ｄ１を設置して前記散気管Ｄ１の散気口を散気部とする。ここで、前記汚泥消化槽２において、前記散気部によりばっ気され、被処理水が流動するイメージを図５（ａ）に示す。つまり、前記散気部よりばっ気すると、前記汚泥消化槽２内のばっ気の及ぶ範囲の被処理水は流動するのに対し、ばっ気が及ばない被処理水は流動しない傾向が見られる。すると、前記汚泥消化槽２において、被処理水を流動させることなく処理する嫌気処理部が前記汚泥消化槽２内部に形成され、被処理をばっ気により流動させつつ処理する好気処理部が前記汚泥消化槽２内部に形成されるため、被処理水を処理する際に前記汚泥消化槽２を機能分割することができる。
例えば、前記散気部を、前記嫌気濾床槽１と前記汚泥消化槽２との隔壁の最下部より上部に、かつ前記汚泥消化槽２の深さ方向の中間部に設けることにより、前記散気部より下部をばっ気されない嫌気処理部として、前記散気部より上部をばっ気される好気処理部として機能させることが可能となる。尚、図５（ａ）において、実線での矢印がばっ気による被処理水の水流の主要な経路となる。一方、破線での矢印は、前記散気部より下部における被処理水の水流の経路であるが、このような水流の経路を辿ることはほとんどないと考えられる。このため、前記散気部によるばっ気が前記嫌気処理部の貯留汚泥に影響を及ぼし、前記貯留汚泥が舞い上がることはほとんどない。
【００２５】
また、前記散気部は、前記汚泥消化槽２内の被処理水がばっ気される好気処理部と、ばっ気されない嫌気処理部とに分かれるように気泡供給するように設けられてあれば採用できる。前述のばっ気されない嫌気処理部とは、汚泥貯留部が被処理水の水流の影響を受け難い部分を必ず含んでいるものとする。これにより前記嫌気処理部においては、前記嫌気濾床槽１を経由した被処理水から汚泥を分離し、嫌気性汚泥消化、汚泥濃縮貯留する機能を有し、前記好気処理部においては、好気性汚泥消化、汚泥減量の機能を有するのである。
【００２６】
前記担体流動槽３は、好気性微生物を担持させた状態で被処理水と共に流動可能な担体Ｃ１を収容保持する。また、気泡供給により前記担体Ｃ１を均等に流動させる散気管Ｄ２を設けて構成してある。このような構成により前記移流機構Ｗ３を経由して前記担体流動槽３内に流入した被処理水は、前記好気性微生物により好気分解され、浄化される。このように好気処理された被処理水は、前記担体流動槽３の底部より前記接触ばっ気槽４へと移流する。前記担体流動槽３の底部には前記担体Ｃ１より目の細かい格子部が設けてあり、前記担体Ｃ１の移流抑止と被処理水及び汚泥の移流を可能とする構成となっている。
また、前記担体Ｃ１より剥離した汚泥及び前記接触ばっ気槽に充填されている接触材より剥離した汚泥は、エアリフトポンプ等の汚泥移送機構Ｗ２により前記汚泥消化槽２に移送される。
【００２７】
前記接触ばっ気槽４は、図２に示したように、前記担体流動槽３の下流に設けることができ、接触材を備えると共に、前記接触材に好気性微生物を定着保持して育成させられる構成としてある。前記接触ばっ気槽４は、ハニカムネット等の網状の容器により構成された槽であるため、前記担体流動槽３の底部より被処理水は移流自在となる。このように前記担体流動槽３より前記接触ばっ気槽４に流入した被処理水は、前記接触材の好気性微生物により好気処理を受け、好気分解される。また、気泡供給により被処理水を均等に流動させる散気管Ｄ３を備えるものとする。
【００２８】
また、前記接触ばっ気槽４の前記接触材に過剰に付着した微生物を剥離させるために散気する逆洗管Ｄ４を設けることも可能である。
前記散気管Ｄ１〜Ｄ３、および逆洗管Ｄ４については、気泡供給量を調節できるものであることが好ましい。
【００２９】
前記接触ばっ気槽４を経由した被処理水は、清浄な上澄み液のみを外部に放流可能にした前記沈殿槽５に送られる。前記沈殿槽５は、汚泥を重力により前記接触ばっ気槽４に速やかに移送できる構成であればよい。この時貯留された汚泥は、前記汚泥移送機構Ｗ２により前記汚泥消化槽２に移送される。
前記沈殿槽５を経由した清浄な上澄み液は前記沈殿槽５の上部に設けられた消毒槽６に流入し、固形消毒剤と接触することにより消毒された後、放流口Ｚより槽外へ放出される。
【００３０】
〔別実施形態〕
以下に別実施形態を説明する。
前記汚泥消化槽２の嫌気処理部において、被処理水はばっ気されることなくほぼ静止状態であることから、前記嫌気処理部の貯留汚泥が舞い上がる可能性は低いが、図３に示したように、前記汚泥消化槽２における前記好気処理部と前記嫌気処理部とを仕切るように濾床９を設ける構成とすることも可能である。この時、被処理水は、ばっ気により図５（ｂ）に示したように流動する。つまり、前記嫌気処理部にばっ気による被処理水の流動が及ぶ可能性をさらに低くすることができるため、前記嫌気処理部の貯留汚泥が舞い上がる可能性を、より低くすることが出来る。この時、前記濾床９は前記汚泥消化槽２における散気部の下部に設置することが好ましい。
また、このように構成すると、前記汚泥消化槽２における嫌気処理部と好気処理部の機能分割を、より効率的に行うことができる構成となる。
【００３１】
また、前記嫌気濾床槽１の代わりに、嫌気濾床７のような濾床の無い夾雑物除去槽１１を設けることも可能である。
前記夾雑物除去槽１１に流入した被処理水の原水中の浮遊物や固形物は沈澱分離されて前記夾雑物除去槽１１の底部に汚泥として貯留される。このようにして貯留した汚泥は、前記連通部８を経由して前記汚泥消化槽２へ送られる。
【００３２】
このように、前記汚泥消化槽２において、前記濾床９より下部をばっ気されない嫌気処理部としての機能を、前記濾床９より上部をばっ気される好気処理部としての機能をそれぞれ持たせることが可能となる。
【００３３】
〔比較例〕
浄化槽汚泥を、好気処理により分解した場合と嫌気処理により分解した場合において、汚泥容積の経時変化を比較した。実験に使用した汚泥は、浄化槽を清掃した際に得られた汚泥を使用し、２０Ｌ樹脂製容器中において実験を行った。
好気処理は、樹脂製容器中に汚泥を投入後４Ｌ／分の条件でばっ気を行い、嫌気処理は、樹脂製容器中に汚泥を投入後静置することにより行った。結果を図６に示す。
【００３４】
これによると、実験開始より２ヶ月経過後の残存汚泥量は、好気処理を行った場合は、実験開始当初の汚泥量の約半分にまで減少しており、さらに嫌気処理を行った場合と比較すると約３分の２程度にまで減少していることが判明した。つまり、浄化槽内に貯留されている汚泥をばっ気により好気処理することで、嫌気処理する場合よりも効率よく分解できることが判る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浄化槽の縦断側面概略図
【図２】本発明の浄化槽における平面概略図
【図３】本発明の浄化槽の別実施例の縦断側面概略図
【図４】図３における嫌気濾床槽の横断側面断面図
【図５】本発明の浄化槽の汚泥消化槽におけるばっ気による水流のイメージ図
（ａ）嫌気処理槽として嫌気濾床槽を設けた場合
（ｂ）嫌気処理槽として夾雑物除去槽を設けた場合
【図６】好気処理と嫌気処理による汚泥容積の経時変化を比較した図
【図７】従来の合併浄化槽の縦断側面概略図
【符号の説明】
１        嫌気濾床槽
２        汚泥消化槽
３        担体流動槽
４        接触ばっ気槽
５        沈殿槽
６        消毒槽
７        嫌気濾床
８        連通部
９        濾床
１１      夾雑物除去槽
１２      好気濾床
Ｉ        原水流入部
Ｚ        放流口
Ｗ１      越流機構
Ｗ２      汚泥移送機構
Ｗ３      移流機構
Ｃ１      担体
Ｄ１〜３  散気管
Ｄ４〜５  逆洗管
【図１】
0004017331.tif 000002
【図２】
0004017331.tif 000003
【図３】
0004017331.tif 000004
【図４】
0004017331.tif 000005
【図５】
0004017331.tif 000006
【図６】
0004017331.tif 000007
【図７】
0004017331.tif 000008