(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工場の排水を受け入れる調整槽と、調整槽から供給される排水と微生物を含んだ泥とを空気の存在下で混合して排水中の汚れ物質を分解する曝気槽と、曝気槽から供給された汚泥混合液を汚泥と上澄み液に分離する沈殿槽とを備えた排水処理施設において、
前記沈殿槽に昇降可能に設けられ、発光素子からの投光が汚泥により遮られて受光素子に到達しないことを検知して沈殿槽に堆積した汚泥堆積層の汚泥界面の位置を検出する透過型センサと、
前記透過型センサが前記汚泥界面の位置を検出した際の水深を検出する圧力センサと、
前記透過型センサおよび圧力センサからの信号に基づき前記汚泥堆積層の厚さを演算するコントローラとを備え、
計測された前記汚泥堆積層の厚さに基づき、前記沈殿槽から前記曝気槽に返送される汚泥の量を制御するとともに、前記調整槽から前記曝気槽に供給される排水の量を制御することを特徴とする排水処理施設。
【請求項２】
計測された汚泥堆積層の厚さに基づき、前記沈殿槽から引き抜かれる余剰汚泥の量を制御することを特徴とする請求項１記載の排水処理施設。
【請求項３】
前記透過型センサは、取付治具に保持され、該取付治具の先端部は、汚泥堆積層を崩すことがないように錐体形に形成されていることを特徴とする請求項１記載の排水処理施設。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排水処理施設に係り、特にビール等の発酵醸造酒（以下、「ビール等」と記載）の飲料の製造工程で排出された有機性排水（以下、「排水」と記載）を処理して河川に放流できるような水質に浄化する排水処理施設に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビール工場等の飲料工場において、ビール等の飲料の製造工程で排出された排水を浄化するために、排水処理施設が設置されている。この排水処理施設は、微生物を含んだ凝集体の汚泥（以下、「汚泥」と記載）を用いて排水中の汚れ物質（有機物、ＢＯＤやＣＯＤ成分）を分解除去するものであり、調整槽、曝気槽および沈殿槽を備えている。調整槽は、曝気槽以降に一定量で排水を供給するため、排水量の変動を緩衝する設備である。曝気槽は、微生物を含んだ泥（活性汚泥）と排水を混合し、微生物が排水中の汚れ物質を分解するのに必要な空気を送り込んで撹拌する設備である。また、沈殿槽は、活性汚泥混合液をゆっくり流すことで活性汚泥と上澄み液に分離（固液分離）する設備である。
前記沈殿槽で分離された上澄み液は河川等に放流され、活性汚泥はポンプで曝気槽に返送される。また、微生物の増殖により余った余剰汚泥は沈殿槽から引き抜かれ、濃縮、脱水、焼却などの処理が行なわれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した排水処理施設においては、曝気槽において微生物を含む汚泥（活性汚泥）と排水を混合し、空気を吹き込むこと（曝気）により、排水中の汚れ物質を分解した後に、沈殿槽において活性汚泥混合液を活性汚泥と清浄な上澄み液とに分離するようにしている。そのため、沈殿槽においては、活性汚泥が徐々に堆積して汚泥堆積層を形成する。
【０００４】
本件発明者は、沈殿槽に形成される活性汚泥の堆積層が上澄み液の水質に与える影響について、排水処理施設の運転経験から、以下のことを見出した。
１）曝気槽から沈殿槽に活性汚泥混合液を供給する場合に、沈殿槽の上部から底部近傍まで延びるバッフル板と沈殿槽の内壁面との間に形成された流路を通して活性汚泥混合液を沈殿槽の底部に送り込むようにしている。これにより、活性汚泥の堆積層によって、供給された活性汚泥混合液を濾過している。この場合、活性汚泥の堆積層が薄いと、汚泥が堆積層を通過してしまい、沈殿槽上部に浮遊するという汚泥の巻き上げ現象が生ずる。
２）活性汚泥の堆積層が厚いと、水量の変動時や処理状況の悪化時に汚泥を沈殿槽外に流出させてしまう。
【０００５】
本発明は、このような知見に基づいてなされたもので、沈殿槽に形成される汚泥堆積層の厚みを計測し所望の範囲に維持することができる排水処理施設を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、工場の排水を受け入れる調整槽と、調整槽から供給される排水と微生物を含んだ泥とを空気の存在下で混合して排水中の汚れ物質を分解する曝気槽と、曝気槽から供給された汚泥混合液を汚泥と上澄み液に分離する沈殿槽とを備えた排水処理施設において、前記沈殿槽に昇降可能に設けられ、発光素子からの投光が汚泥により遮られて受光素子に到達しないことを検知して沈殿槽に堆積した汚泥堆積層の汚泥界面の位置を検出する透過型センサと、前記透過型センサが前記汚泥界面の位置を検出した際の水深を検出する圧力センサと、前記透過型センサおよび圧力センサからの信号に基づき前記汚泥堆積層の厚さを演算するコントローラとを備え、計測された前記汚泥堆積層の厚さに基づき、前記沈殿槽から前記曝気槽に返送される汚泥の量を制御するとともに、前記調整槽から前記曝気槽に供給される排水の量を制御することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によれば、発光素子からの投光が汚泥により遮られて受光素子に到達しないことを検知して、汚泥界面の位置を検出し、この検出信号をコントローラに入力する。圧力センサは、透過型センサが汚泥界面を検出したときの水圧を検出し、この検出信号をコントローラに入力する。沈殿槽の液面から底面までの深さは、予め測定されコントローラに入力されているため、汚泥界面から沈殿槽の液面までの深さを圧力センサにより計測し、この計測信号をコントローラに入力することにより、コントローラは汚泥の堆積層の厚さを演算することができる。
【０００８】
本発明においては、上述の方法によって、汚泥の堆積層の厚さを計測し、コントローラにより汚泥ポンプを制御して沈殿槽から曝気槽に返送される汚泥量を制御することにより、堆積層の厚さを所望の範囲に制御するようにしている。さらに、堆積層の厚さを計測することにより、沈殿槽から引き抜かれる余剰汚泥の量も制御するようにしている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る排水処理施設の一実施形態を図１および図２を参照して説明する。
図１は本発明の排水処理施設を示す概略図である。図１に示すように、排水処理施設は、ビール工場等の飲料工場における飲料製造工程で発生した排水を受け入れるための調整槽１と、空気の存在下で微生物を含んだ活性汚泥と排水を接触させて排水中の汚れ物質を分解するための曝気槽２と、活性汚泥混合液を活性汚泥と上澄み液とに分離する沈殿槽３とを備えている。調整槽１に貯留された排水を曝気槽２に供給するために、排水ポンプ４が設置されている。また、沈殿槽３に沈殿した活性汚泥の一部を曝気槽２に返送するために、汚泥ポンプ５が設置されている。さらに、曝気槽２には、曝気用ブロワ６により所定量の空気が供給されるようになっている。
【００１０】
図１に示す構成において、工場排水は、一旦、調整槽１に受け入れられ、調整槽１から排水ポンプ４により一定量の排水が曝気槽２に供給される。曝気槽２には、曝気用ブロワ６により所定量の空気が吹き込まれる（曝気）。したがって、曝気槽２内において、空気の存在下で微生物を含んだ泥（活性汚泥）と排水が混合撹拌され、排水中の汚れ物質（有機物、ＢＯＤやＣＯＤ成分）が分解される。そして、曝気槽２の最下流側から活性汚泥混合液が引き抜かれ、沈殿槽３に供給される。沈殿槽３は、内部に沈殿槽３の底部近傍まで延びるバッフル板３ａを備えており、曝気槽２から引き抜かれた活性汚泥混合液は、沈殿槽３の内壁面とバッフル板３ａとの間の流路３ｂを介して沈殿槽３の底部に供給される。沈殿槽３の底部には、所定の厚さの活性汚泥の堆積層１０が形成されているため、曝気槽２から沈殿槽３の底部に供給された活性汚泥混合液は堆積層１０により濾過された後に、沈殿槽３内に拡散していく。
【００１１】
前記沈殿槽３において、活性汚泥混合液は、活性汚泥と上澄み液とに分離され、活性汚泥は次第に沈殿槽３の底部に沈殿していき、堆積層１０を形成する。一方、上澄み液１１は沈殿槽３から排出されて河川等に放流される。そして、沈殿槽３に堆積した活性汚泥の一部は、汚泥ポンプ５により曝気槽２に返送し、微生物を増やす接種源に用いる。さらに、沈殿槽３に堆積した活性汚泥のうち、余剰汚泥は沈殿槽３から引き抜かれ、濃縮、脱水、焼却などの処理が行なわれる。
前述したように、沈殿槽に形成される活性汚泥の堆積層の厚みが上澄み液の水質に影響を与えるため、本発明は、堆積層の厚みを定期的に計測し、この厚みを所望の範囲に維持するものである。
【００１２】
図２は、活性汚泥の堆積層の厚みを計測する計測機器の構成を示す模式図である。図２に示すように、取付治具１２はワイヤ１３により吊り下げられており、ワイヤ１３は巻き取りドラム１４により巻き取られるようになっている。巻き取りドラム１４はモータ１５に連結されており、モータ１５を正逆転させることにより、取付治具１２は昇降されるようになっている。モータ１５の起動・停止および正逆転は、コントローラ１６により制御されるようになっている。取付治具１２には、透過型センサ１８と、圧力センサ１９とが取り付けられている。透過型センサ１８および圧力センサ１９はコントローラ１６に接続されている。
【００１３】
前記透過型センサ１８は発光素子１８ａと受光素子１８ｂとから構成されている。透過型センサ１８においては、発光素子１８ａからの投光が汚泥により遮られて受光素子１８ｂに到達しないことを検知して、汚泥界面１０ａの位置を検出し、この検出信号をコントローラ１６に入力するようになっている。圧力センサ１９は、透過型センサ１８が汚泥界面１０ａを検出したときの水圧を検出し、この検出信号をコントローラ１６に入力するようになっている。沈殿槽３の液面から底面までの深さＨは、予め測定されコントローラ１６に入力されているため、汚泥界面１０ａから沈殿槽３の液面までの深さｈを圧力センサ１９により計測し、この計測信号をコントローラ１６に入力することにより、コントローラ１６は汚泥の堆積層１０の厚さｔを演算することができる。
図３は、図２のIII矢視図である。図３に示すように、取付治具１２の先端部１２ａは先細状になった錐体形に形成されている。ここで、錐体形とは円錐形や角錐形等を云う。このように、先端部１２ａが先細状になった錐体形に形成されることにより、透過型センサ１８が汚泥界面１０ａの位置を検出する際に先端部１２ａが汚泥堆積層に挿入されても、汚泥堆積層を崩すことがない。
【００１４】
本発明においては、上述の方法によって、汚泥の堆積層１０の厚さｔを計測し、コントローラ１６により汚泥ポンプ５を制御して沈殿槽３から曝気槽２に返送される汚泥量を制御することにより、堆積層１０の厚さを所望の範囲に制御するようにしている。さらに、堆積層１０の厚さｔを計測することにより、沈殿槽３から引き抜かれる余剰汚泥の量も制御するようにしている。この汚泥量の制御は、汚泥量制御装置によって行われることは言うまでもない。
【００１５】
本件発明者による排水処理施設の運転経験から（発明が解決しようとする課題）における１）汚泥の巻き上げ現象、２）汚泥の沈殿槽外への流出を防止できる堆積層１０の厚さは、理想的には極力薄く管理する必要があるが、多量の汚泥を返送すると濃度の低い汚泥となることから、施設の実状に合わせて所定範囲に管理することが必要である。
本発明においては、上述の堆積層１０の厚さを上述の所定範囲に維持できるように、透過型センサ１８および圧力センサ１９により定期的に堆積層１０の厚さを計測し、この計測結果に基づき次の制御を行なう。
（１）汚泥ポンプ５を制御し、沈殿槽３から曝気槽２に返送される汚泥量を制御する。
（２）沈殿槽３から引き抜かれる余剰汚泥量を制御する。
（３）排水ポンプ４を制御し、調整槽１から曝気槽２に供給される排水の量を制御する。
コントローラ１６により、上記（１）〜（３）の制御を適宜行ない、沈殿槽３内の堆積層１０の厚さｔが常に所定の範囲内に維持されるようにする。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、沈殿槽に形成される汚泥堆積層の厚みを計測し所望の範囲に維持することができる。したがって、汚泥を沈殿槽に供給する際に汚泥が汚泥堆積層を通過してしまい、沈殿槽上部に浮遊するという汚泥の巻き上げ現象が生ずることを防止できる。また、水量の変動時や処理状況の悪化時に汚泥を沈殿槽外に流出させてしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排水処理施設を示す概略図である。
【図２】活性汚泥の堆積層の厚みを計測する計測機器の構成を示す模式図である。
【図３】図３のIII矢視図である。
【符号の説明】
１    調整槽
２    曝気槽
３    沈殿槽
３ａ    バッフル板
３ｂ    流路
４    排水ポンプ
５    汚泥ポンプ
６    曝気用ブロワ
１０    堆積層
１０ａ    汚泥界面
１１    上澄み液
１２    取付治具
１２ａ  取付治具の先端部
１３    ワイヤ
１４    巻き取りドラム
１５    モータ
１６    コントローラ
１８    透過型センサ
１８ａ    発光素子
１８ｂ    受光素子
１９    圧力センサ
Ｈ    沈殿槽の液面から底面までの深さ
ｈ    汚泥界面から沈殿槽の液面までの深さ
ｔ    堆積層の厚さ
【図１】
0003907517.tif 000002
【図２】
0003907517.tif 000003
【図３】
0003907517.tif 000004