(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を沈殿槽および汚泥濃縮槽に導入して浮遊物を沈降させる排水処理方法において、前記沈殿槽内の被処理水または前記汚泥濃縮槽の汚泥に超音波を照射して定在波を形成し、前記被処理水中の浮遊物を凝集させて沈降させることを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
前記照射する超音波は、周波数が３００ｋＨｚ〜２．５ＭＨｚであることを特徴とする請求項１に記載の排水処理方法。
【請求項３】
前記超音波は、被処理水の流れに直交させて照射することを特徴とする請求項１または２に記載の排水処理方法。
【請求項４】
被処理水を流入させる沈殿槽と、この沈殿槽内に配設され、前記被処理水中に超音波を放射する超音波振動子と、この超音波振動子に対面して設けられ、超音波振動子が放射した超音波が反射され、超音波振動子との間に定在波を形成する反射壁と、この反射壁と前記超音波振動子との間に被処理水を送り込む送水管とを有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項５】
前記沈殿槽内において沈殿させた汚泥が流入する汚泥濃縮槽を有し、この汚泥濃縮槽内に配設され、前記汚泥に超音波を放射する超音波振動子と、この超音波振動子に対面して設けられ、超音波振動子が放射した超音波が反射され、超音波振動子との間に定在波を形成する反射壁とを設けたことを特徴とする請求項４に記載の排水処理装置。
【請求項６】
前記超音波振動子は、前記被処理水の流れに沿って複数設けてあることを特徴とする請求項４または５に記載の排水処理装置。
【請求項７】
前記超音波振動子は複数が円形状に配置してあり、前記反射壁は前記複数の超音波振動子に沿って二重円筒状に形成してあることを特徴とする請求項４または５に記載の排水処理装置。
【請求項８】
前記超音波振動子は、複数がマトリックス状に配置してあることを特徴とする請求項４または５に記載の排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水や生活排水、産業廃水等の排水から懸濁物質を除去して清澄な処理水を得る排水処理方法に係り、特に生物学的処理法を利用して懸濁物質を沈降させる排水処理方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、排水を生物学的に処理する活性汚泥法の概要を示す説明図である。図１２において、下水、生活排水などの原水１０は、粗目スクリーン１２を通されて沈砂槽１４に流入し、砂や轢が沈殿、除去される。沈殿した砂や轢は、沈砂排出ポンプ１６によって沈砂槽１４から排出される。そして、原水１０は、破砕機１８や細目スクリーン２０を介して原水ポンプ槽２２に流入し、原水ポンプ２４によって流量調整槽２６に送られる。流量調整槽２６内の原水１０は、攪拌ポンプ２８等によって攪拌されるとともに、流量調整ポンプ３０によって汚水計量槽３２に送られ、計量されて曝気槽３４に流入する。
【０００３】
曝気槽３４は、後述する沈殿槽から戻され、注入された好気性微生物からなる活性汚泥を流入した原水１０に混合するとともに、曝気ブロア３６の吐出した空気が吹き込まれて微生物を増殖をしてフロックの形成が行なわる。そして、曝気槽３４内の原水１０と汚泥との混合水３８は、沈殿槽４０に導入される。沈殿槽４０内の混合水３８中のフロックは、センタウエル７６内にて成長し、活性汚泥として分離槽７７内にて汚泥と清澄な上澄水（処理水）４２とに分離される。分離された上澄水４２は、消毒槽４４に送られて消毒器４６を介して消毒剤と接触して消毒されたのち、消毒済処理水４８として河川等に放流させる。
【０００４】
沈殿槽４０内に沈殿した活性汚泥５０は、汚泥返送ポンプ５２によって引き抜かれ、汚泥計量槽５４において計量されて返送汚泥５６として曝気槽３４に戻されるとともに、余剰の汚泥が余剰汚泥５８として汚泥濃縮槽６０に送られる。また、沈殿槽４０の表面に浮遊するスカム６２は、スカムポンプ６４によって流量調整槽２６に戻される。一方、汚泥濃縮槽６０に流入した余剰汚泥５８は、濃縮されて濃縮汚泥６６となり、濃縮汚泥引抜きポンプ６８によって汚泥貯留槽７０に移されて貯留されたのち、矢印７２のようにバキューム車等で搬出される。そして、汚泥濃縮槽６０において分離した分離水７４は、原水ポンプ槽２２に戻されるようになっている。
【０００５】
ところで、従来の沈殿槽４０は、図１３に示したように、中心部に整流筒（センタウェル）７６が上下方向に配設してあって、この整流筒７６内に管７８を介して被処理水である混合水３８を導入するようになっている。そして、整流筒７６は、上端が沈殿槽４０の液面８０より高くしてあって、管７８より上方に向けて吐出された混合水３８が整流筒７６の周囲の上澄水４２と混合しないようにしている。また、整流筒７６は、導入された混合水３８を矢印８２のように層流状態にして整流筒７６の下部から整流筒周囲の分離領域８４に流出させる。分離領域８４に移動した混合水３８は、フロック８６が生物のもつ自然の凝集作用によって凝集し、水と分離して沈降する。そして、汚泥と分離された水は、沈殿槽４０の内側上部に設けた越流堰８８を介して上澄水４２として取り出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の沈殿層４０における汚泥と水との分離は、微生物による自然の凝集作用によっているために分離、沈降に時間がかかり、分離のために広い面積を必要とし、排水処理装置（設備）の大型化が避けられない。また、生物的な原因による汚泥の膨化（バルキング）が発生し、汚泥の沈降分離が妨げられて汚泥が越流堰８８を越流する問題がある。そして、このバルキングを抑止する対策として、従来は、沈殿層４０に凝集剤や殺菌剤などの薬品を投与することを行なっているが、薬品に対する細菌の耐性による効果の激減や有益微生物への影響が懸念され、好ましい方法とはいえない。
【０００７】
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされたもので、処理装置の小型化を図ることを目的としている。
また、本発明は、汚泥のバルキングを抑止することを目的としている。
さらに、本発明は、汚泥濃縮槽における汚泥の沈降分離を促進させ、処理量の増加または設備を小型化することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、被処理水に超音波を照射して活性汚泥を物理的に凝集させるもので、本発明に係る排水処理方法は、被処理水を沈殿槽および汚泥濃縮槽に導入して浮遊物を沈降させる排水処理方法において、前記沈殿槽内の被処理水または前記汚泥濃縮槽の汚泥に超音波を照射して定在波を形成し、前記被処理水中の浮遊物を凝集させて沈降させる構成となっている。超音波の周波数が低いと波長が長くなるため、凝集の間隔が広くなり、細かな粒子や結合力の弱い粒子は凝集しずらくなる。一方、上澄水中の浮遊物質量（ＳＳ）は、超音波の周波数が高いほど小さくなる。しかし、周波数が高いほど音波の減衰が大きくなり、伝播距離が短くなるため、凝集の影響範囲が狭くなる。従って、上澄水中のＳＳと汚泥の沈降速度とを勘案すると、照射する超音波の周波数は、３００ｋＨｚ〜２．５ＭＨｚ程度がよく、特に５００ｋＨｚ〜１．２ＭＨｚ程度が望ましい。そして、超音波は、被処理水の流れに直交させて照射するとよい。
【０００９】
また、本発明に係る排水処理装置は、被処理水を流入させる沈殿槽と、この沈殿槽内に配設され、前記被処理水中に超音波を放射する超音波振動子と、この超音波振動子に対面して設けられ、超音波振動子が放射した超音波が反射され、超音波振動子との間に定在波を形成する反射壁と、この反射壁と前記超音波振動子との間に被処理水を送り込む送水管とを有する構成となっている。超音波振動子と反射壁とは、処理槽内に沈殿させた汚泥を流入させて濃縮する汚泥濃縮槽にも設けることができる。
【００１０】
超音波振動子は、沈殿槽の大きさ、沈殿槽への被処理水の流入量に応じて複数設けることができる。そして、複数の超音波振動子は、被処理水の流れに沿って配置したり、円形状またはマトリックス状等に配置することができる。超音波振動子を円形状に配置した場合、反射壁は複数の超音波振動子に沿って二重円筒状に形成することができる。また、超音波振動子と反射壁との間の距離は定在波ができればよく、周波数により超音波の伝播距離が異なるため、定在波を形成できる最大距離は周波数によって異なる。ただし、超音波の出力が大き過ぎると、キャビテーションが発生して懸濁液を分散する。
【００１１】
【作用】
上記のごとく構成した本発明は、被処理水に超音波を照射して定在波を発生させると、この定在波の音圧の節の部分に汚泥フロックが層状に集る。すなわち、図２に模式的に示したように、超音波振動子９０と反射壁９４とを対面して配置し、矢印９２のように反射壁９４と直交する方向に超音波を伝播し、超音波振動子９０と反射壁９４との間に定在波を発生させると、定在波の音圧分布が符号９６のようになる。ただし、図中Ｐ0 は、定在波の振幅である。
【００１２】
このとき、被処理水中の汚泥フロック８６は、図２に斜線で示したように音圧の節部に層状に集る。そして、フロック８６は、相互の接触回数が増加して凝集するとともに、超音波の音圧により圧縮させられ、見掛け比重が大きくなって沈降しやすくなる。従って、汚泥を沈降させるための時間の短縮が図れ、処理量の増大や装置の小型化を図ることができ、また処理量を増大させることができる。
【００１３】
さらに、超音波によるフロックの圧縮作用によってバルキングが抑止され、汚泥の沈降性を向上することができる。しかも、超音波を利用した物理的凝集であるため、薬品等の使用に比較して特に専門的な知識を必要としせず、汚泥量の増加もない。なお、被処理水の流れに直交して超音波を照射するようにすると、沈殿槽に被処理水を導入した部分において汚泥を沈殿させることができ、被処理水の連続的な処理が可能となる。そして、被処理水の流入量に応じて超音波振動子を複数設けることにより、被処理水の迅速な処理が可能となる。
なお、汚泥濃縮槽に超音波を照射して定在波を発生させることにより、上記処理槽におけるフロックの凝集と同様に、汚泥濃縮槽内の汚泥の濃縮を迅速に行うことが可能となり、汚泥濃縮槽の小型化、処理量の増大を図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の排水処理方法および装置の好ましい実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。なお、前記従来技術において説明した部分に相当する部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る排水処理装置の要部の説明図である。
図１において、沈殿槽４０は、槽本体１００が円形に形成してあって、中心部に超音波振動子９０が配設してある。この超音波振動子９０は、詳細を後述するように沈殿槽４０に導入された原水と汚泥との混合水（被処理水）に超音波を照射して汚泥を凝集させるもので、水没させて配置してあり、槽本体１００の半径方向に超音波を伝播するようにしてある。そして、超音波振動子９０の周囲には、振動子９０との間に超音波の定在波を発生させるための円筒状反射壁１０４が設けてある。この円筒状反射壁１０４は、槽本体１００と同心状に配置しある。
【００１６】
反射壁１０４の下部には、曝気槽に連通している送水管１０６が設けてある。この送水管１０６は、先端が上方に屈曲していて、屈曲した先端部が反射壁１０４の下端部に挿入してある。そして、円筒状反射壁１０４は、上端が沈殿槽４０の水面８０より低く、水没した状態で設けてあって、送水管１０６から吐出された被処理水（混合水）が矢印１０８のように上部から円筒反射壁１０４の外部に流出できるようにしてある。また、円筒反射壁１０４の上部は、同心状に設けた円筒状のセンタウェル１１０内に挿入してある。このセンタウェル１１０は、上端が水面８０から突出していて、円筒反射壁１０４内を上昇してきた被処理水が直接センタウェル周囲の水と混合するのを防止している。
【００１７】
上記のごとく構成した実施の形態においては、超音波振動子９０を発振させ、図３（１）の矢印１１２、１１４ように円筒状反射壁１０４の半径方向に超音波を伝播させる。超音波振動子９０の放射した超音波は、円筒状反射壁１０４によって反射され、超音波振動子４０の放射する超音波と干渉して超音波振動子９０と円筒反射壁１０４の内壁との間に定在波を形成する。一方、曝気槽において原水と活性汚泥とを混合した混合水（被処理水）３８は、送水管１０６を介して円筒状反射壁１０４内に供給される。反射壁１０４内に導入された混合水３８は、円筒状反射壁１０４内を上昇して反射壁１０４と超音波振動子９０との間を通り、図１の矢印１０８のように、円筒状反射壁１０４の上部から反射壁１０４の外部に流出する。そして、混合水３８中の汚泥フロック８６は、超音波振動子１０４と反射壁１０４との間を通る際に超音波によって凝集し、混合水の流れ１０８に乗って図１の矢印１１６のように円筒状反射壁１０４の上方から反射壁１０４の外部に流出し、センタウエル１１０の内部を下降して沈殿槽４０の下部に分離沈降し、沈殿汚泥１１８として堆積する。
【００１８】
なお、反射壁１０４は、槽本体１００と同心でなくともよい。そして、送水管１０６から円筒状反射壁１０４内に供給される混合水３８の供給量が多く、１つの超音波振動子９０によっては水と汚泥とを十分に分離することができない場合には、図３（２）に示したように、複数の超音波振動子９０を円筒状反射壁１０４の上下方向に、すなわち混合水３８の流れの方向に沿って配置し、混合水３８への超音波の照射時間を長くするとよい。また、図３（３）に示したように、反射壁１２０を外壁１２２と内壁１２４とからなる二重円筒状に形成し、外壁１２２と内壁１２４との間に複数の超音波振動子９０を円形に配置し、これら外壁１２２と内壁１２４との間に混合水３８を供給して処理量の増大を図ってもよい。
【００１９】
さらに、図３（４）に示したように、円筒状の反射壁１０４を複数個並列に設け、その各々に超音波振動子９０を配置するとともに、送水管１０６を各円筒状反射壁１０４に対応させて分岐し、それぞれの反射壁１０４に混合水３８を供給するようにしてもよい。また、図３（５）に示したように、反射壁本体１３０を平面視正方形または矩形に形成し、その内部を縦、横の仕切壁１３２によって複数（例えば９個）の分割領域１３６に区画し、各分割領域１３６に超音波振動子９０を配置するようにしてもよい。この場合、仕切壁１３２を反射壁本体１３０より短くし、反射壁本体１３０によって囲った領域１３８の中央部に送水管１０６から混合水３８を供給するようにしてもよい。また、混合水３８の流路を図３（６）に示したように斜板１４０によって形成し、この斜板１４０に超音波振動子６０を取り付けてもよいし、各斜板１４０間に超音波振動子９０を配置してもよい。
【００２０】
図４は、混合水の流路の形状と超音波振動子の配置状態を示す平面図である。図４（１）は、反射壁本体１３０内を縦、横の仕切壁１３２、１３４によって正方形状の分割領域１３６を複数形成し、各分割領域に超音波振動子９０を配置したものである。また、図４（２）は、混合水の流路１４２が６角形のハニカム構造に形成してあって、各流路１４２の対向した一対の壁間に超音波振動子９０が配置してある。なお、図４（３）に示したように、隣接した２つの流路１４２を仕切っている共通壁１４４に超音波振動子９０を設けてもよい。
【００２１】
図５は、他の実施形態を示したものである。本実施形態においては、沈殿槽４０のセンタウエル１５０内に直接超音波振動子９０を配置したもので、センタウエル５０を超音波の反射壁としたもので、超音波振動子９０とセンタウエル１５０の内壁との間に超音波による定在波を形成する。この実施の形態においては、送水管１０６から吐出された混合水は、センタウエル１５０の上部において矢印１５２のように反転して下方に向かう。そして、混合水中の汚泥フロック８６は、超音波振動子９０によって発生させた超音波によって凝集し、矢印１５４のようにセンタウエル１５０の下方から沈殿槽４０の下部に分離沈降する。
【００２２】
【実施例】
上記した超音波凝集による混合水３８の処理効果を確認する実験を行なった。ただし、下記の実験結果は一例であって、汚泥の状態によって異なる。
実験は、５００ｍｌのメスシリンダに活性汚泥が分散している混合水（被処理水）を入れ、その混合水中に直径３ｃｍの超音波振動子をケーブルで吊るし、混合水に超音波を照射して超音波振動子とメスシリンダの内壁との間に超音波の定在波を発生させて行なった。超音波振動子は、振動子の上端が混合水の水面下１〜２ｃｍとなる深さの位置に配置した。
【００２３】
図６は、混合水に照射した超音波の周波数と汚泥の沈降量との関係を示したものである。使用した被処理水である混合水３８は、浮遊物量（ＳＳ）が１リットル当り６１５０ｍｇである。また、発振器の出力電圧は、実効値（ｒｍｓ、以下同様）で８０ｍＶであり、パワーアンプで５０ｄｂ増幅して振動子に入力した。そして、沈降高の目盛りｈは、目視による活性汚泥が分散している懸濁液と上澄水との境界のメスシリンダの目盛りを示している。なお、ＳＳは、１０ｍｌの混合水を乾燥した濾紙で濾し、この濾紙を乾燥させて濾す前と後との重量を計測してその重量差を求め、これを１ｌ当りに換算して求めた。
【００２４】
図６から明らかなように、自然に沈降させるよりも、超音波を照射した方が沈降速度が大きくなる。また、照射する周波数が低いほど汚泥の沈降量が大きくなっている。すなわち、図６に示したように、自然沈降の場合、５分経したときの沈降高の目盛りは、約４９５ｍｌであり、１０分経過したときの目盛りは約４９１ｍｌ、１５分経過したときの沈降高の目盛りは約４８５ｍｌであった。これに対して、周波数が２．５ＭＨｚのときの沈降高の目盛りは、５分経過時が約４９２ｍｌ、１０分経過時が４８５ｍｌ、１５分経過時が約４７７ｍｌであった。また、周波数が２ＭＨｚの場合の沈降高の目盛りは、５分経過時が約４９２ｍｌ、１０分経過時が約４８３ｍｌ、１５分経過時が約４７２ｍｌであった。さらに、周波数が１．５ＭＨｚの場合の沈降高の目盛りは、５分経過時が約４９０ｍｌ、１０分経過時が約４７８ｍｌ、１５分経過時が約４６７ｍｌであった。そして、周波数が１．２ＭＨｚの場合の沈降高の目盛りは、５分経過時が約４８９ｍｌ、１０分経過時が約４７１ｍｌ、１５分経過時が約４５５ｍｌであり、周波数が１ＭＨｚの場合、沈降高の目盛りは５分経過時が約４７５ｍｌ、１０分経過時が約４４７ｍｌ、１５分経過時が約４３５ｍｌであった。
【００２５】
このように周波数が低くなるのに従って汚泥が迅速に沈降するのは、周波数が低くなるに従って超音波の伝播距離が大きくなり、より多くのフロックを凝集させることができるためである。
【００２６】
図７は、混合水に照射した超音波の周波数と上澄水のＳＳとの関係を示したものである。使用した混合水のＳＳは、５０３０ｍｇ／ｌであり、入力電圧は１００ｍＶｒｍｓである。そして、上澄水のＳＳの測定は、各周波数の超音波を１５分間混合水に照射したのち、上澄水を１０ｍｌ採取して乾燥した濾紙で濾し、これを乾燥させて濾紙の重量を計測して求めた。なお、周波数０は、自然沈降による上澄水中のＳＳを示している。
【００２７】
図７から明らかなように、周波数が高くなるのに従って上澄水中のＳＳは少なくなる傾向が見られるが、周波数が１．２ＭＨｚを超えると、上澄水中のＳＳの値にあまり大きな変化は見られない。すなわち、上澄水中のＳＳは、自然沈降の場合約２９１ｍｇ／ｌ、５００ｋＨｚの場合約３０４ｍｇ／ｌ、１ＭＨｚの場合約１４０ｍｇ／ｌ、１．２ＭＨｚの場合約８４ｍｇ／ｌ、１．５ＭＨｚの場合約７７ｍｇ／ｌ、２ＭＨｚの場合約６６ｍｇ／ｌ、そして２．５ＭＨｚの場合約７０ｍｇ／ｌであった。なお、周波数が５００ｋＨｚの場合、入力が大き過ぎて懸濁液が巻き上げられ、上澄水中のＳＳが自然沈降より多くなった。
【００２８】
図８は、発振器への入力電圧、すなわち超音波の出力と沈降量との関係を示したものである。使用した混合水のＳＳは６１５０ｍｇ／ｌ、混合水に照射した超音波の周波数は２ＭＨｚである。さらに、沈降高の目盛りｈは、前記図６と同様である。また、自然沈降による沈降高の目盛りのデータは、図６に示したものを使用している。
【００２９】
図８に示したように、入力電圧（超音波出力）が大きくなるほど沈降量が大きくなっており、入力電圧が３０ｍＶの場合、２ＭＨｚの超音波を混合水に照射して５分を経過したときの沈降高の目盛りは約４９４ｍｌ、１０分経過したときの目盛りは約４８９ｍｌ、１５分を経過したときの目盛りは約４８３ｍｌであった。また、入力電力が４０ｍＶの場合の沈降高の目盛りは、５分経過時が約４９４ｍｌ、１０分経過時が約４８８ｍｌ、１５分経過時が約４８１ｍｌであった。そして、入力電圧が５０ｍＶの場合の沈降高の目盛りは、５分経過時が約４９５ｍｌ、１０分経過時が約４８８ｍｌ、１５分経過時が約４８０ｍｌであった。さらに、入力電圧が８０ｍＶの場合の沈降高の目盛りは、５分経過時が約４９２ｍｌ、１０分経過時が約４８３ｍｌ、１５分経過時が約４７２ｍｌであった。また、入力電圧が１００ｍＶの場合の沈降高の目盛りは、５分経過時が約４８７ｍｌ、１０分経過時が約４７３ｍｌ、１５分経過時が約４６４ｍｌであった。そして、入力電圧が１２０ｍＶの場合の沈降高の目盛りは、５分経過時が約４８０ｍｌ、１０分経過時が約４６９ｍｌ、１５分経過時が約４５９ｍｌであった。さらに、入力電圧が１４０ｍＶの場合の沈降高の目盛りは、５分経過時が約４７５ｍｌ、１０分経過時が約４５９ｍｌ、１５分経過時が約４５２ｍｌであった。
【００３０】
従って、入力電圧が大きいほど、すなわち超音波の出力が大きくなるほど汚泥が速やかに沈降する。ただし、超音波の出力があまり大きくなりすぎると、キャビテーションが発生して懸濁液が分散される。
【００３１】
図９は、発振器の出力電圧と上澄水中のＳＳとの関係を示したものである。
使用した混合水は、ＳＳが５０３０ｍｇ／ｌであり、照射した超音波の周波数は２．５ＭＨｚである。自然沈降の場合、１５分経過したときの上澄水中のＳＳは、約２９０ｍｇ／ｌであるが、入力電圧５０ｍＶで２ＭＨｚの超音波を１５分間混合水に照射した場合、上澄水中のＳＳは約１９０ｍｇ／ｌであった。また、入力電圧が８０ｍＶのときは約１２７ｍｇ／ｌ、入力電圧が１００ｍＶのときは約７０ｍｇ／ｌ、入力電圧が１２０ｍＶのときは約６５ｍｇ／ｌ、入力電圧が１４０ｍＶのときは約７０ｍｇ／ｌであった。
【００３２】
図１０と図１１とは、他の実験例を示したもので、図１０が超音波の周波数と汚泥の沈降量との関係を示したもので、図１１が超音波の周波数と上澄水中のＳＳとの関係を示したものである。実験条件は、前記とほぼ同様であるが、混合水のＳＳは６１７１ｍｇ／ｌであり、発振器の入力電圧は４０ｍＶｒである。これらの図によると、周波数が３００ｋＨｚの場合、周波数が５００ｋＨｚのときとほぼ同様の沈降量を得ることができる。しかし、周波数３００ｋＨｚにおける上澄水中のＳＳは、自然沈降に比較しても悪かった。また、発信器の出力が小さいため、１ＭＨｚ以上の周波数では、凝集効果があまり見られず、上澄水中のＳＳも、１ＭＨｚ以上ではほとんど変化が見られなかった。
【００３３】
なお、前記実施例においては、混合水に超音波のみを照射して凝集、沈降処理を行なった場合について説明したが、凝集剤の使用と超音波の照射とを併用してもよい。そして、前記実施例においては、超音波振動子が円形である場合について説明したが、振動子の形状は円形に限定されない。また、前記実施の形態においては、沈殿槽４０に超音波振動子９０を配置した場合について説明したが、汚泥濃縮槽に超音波振動子と反射壁とを設け、汚泥濃縮槽内に超音波による定在はを発生させて汚泥を濃縮するようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上に説明したようには、本発明によれば、被処理水に超音波を照射して定在波を発生させることにより、この定在波の音圧の節部に汚泥が集り、容易に凝集して沈降しやすくなり、汚泥の沈降時間を短縮できるため、処理量の増大や装置を小型化を図ることができる。また、バルキングが抑止されて沈降性を向上することができる。しかも、汚泥の沈降速度を大きくできるために汚泥を沈殿させておく時間の短縮が図れ、汚泥中のりんの溶出を防止できて処理水の水質を向上することができる。
【００３５】
周波数が３００ｋＨｚ〜２．５ＭＨｚの超音波を被処理水に照射すると、被処理水中の浮遊物を迅速に沈降させることができるとともに、上澄水中のＳＳを低下させることができる。さらに、被処理水の流れに直交して超音波を照射するようにすると、沈殿槽に被処理水を導入した部分において汚泥を沈殿させることができ、被処理水の連続的な処理が可能となる。そして、被処理水の流入量に応じて超音波振動子を複数設けることにより、被処理水の迅速な処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る沈殿槽の説明図である。
【図２】本発明の排水処理方法の原理を模式的に示した説明図である。
【図３】実施の形態に係る超音波振動子の配置例の側方から見た図である。
【図４】実施の形態に係る超音波振動子の配置例の上方から見た図である。
【図５】他の実施形態に係る沈殿槽の説明図である。
【図６】実施例における被処理水に超音波を照射したときの、超音波の周波数と汚泥の沈降量との関係を示す図である。
【図７】実施例における被処理水に超音波を照射したときの、超音波の周波数と上澄水中のＳＳとの関係を示す図である。
【図８】実施例における被処理水に超音波を照射したときの、超音波の出力と汚泥の沈降量との関係を示す図である。
【図９】実施例における被処理水に超音波を照射したときの、超音波の出力と上澄水中のＳＳとの関係を示す図である。
【図１０】入力電圧が４０ｍＶｒのときの超音波の周波数と汚泥の沈降量との関係を示す図である。
【図１１】入力電圧が４０ｍＶｒのときの超音波の周波数と上澄水中のＳＳとの関係を示す図である。
【図１２】従来の活性汚泥法による排水処理方法の説明図である。
【図１３】従来の沈殿槽の説明図である。
【符号の説明】
４０            排水処理装置（沈殿槽）
４２            上澄水
８６            汚泥フロック
９０            超音波振動子
１００          槽本体
１０４          円筒状反射壁
１０６          送水管
１１８          沈殿汚泥
【図１】
0003875736.tif 000002
【図２】
0003875736.tif 000003
【図３】
0003875736.tif 000004
【図４】
0003875736.tif 000005
【図５】
0003875736.tif 000006
【図６】
0003875736.tif 000007
【図７】
0003875736.tif 000008
【図８】
0003875736.tif 000009
【図９】
0003875736.tif 000010
【図１０】
0003875736.tif 000011
【図１１】
0003875736.tif 000012
【図１２】
0003875736.tif 000013
【図１３】
0003875736.tif 000014