(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物を固定化する担体を投入した反応槽内に浸漬するものであって、上下に貫通する循環流路を形成し、途中に中空胴のチャンバーを設けた本体胴と、一端がチャンバー内流路に連通して他端が槽外に達する流出管と、循環流路に面するチャンバーの内側壁を形成してチャンバー内流路と循環流路とを隔てるスクリーンと、本体胴の上部に配置して循環流路内に所定圧力の下向流の水流を送り込む攪拌機とを備えたことを特徴とする担体攪拌分離装置。
【請求項２】
反応槽内に立設する支柱と、本体胴の上部に着脱自在に接続する可動短胴と、可動短胴内に配置する攪拌機と、支柱に係合して摺動する可動短胴に設けたガイド手段と、ガイド手段をロックする固定手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の担体攪拌分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下廃水を処理するために槽内に微生物を固定する担体を投入する廃水処理技術に係り、担体の槽外への流出を防止する担体攪拌分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、閉鎖性水域の富栄養化が深刻化する中で、窒素・リン等の栄養塩類の除去が求められている。これまで、下水の窒素除去に関しては、例えば循環式硝化脱窒法が採用されてきた。この従来の循環式硝化脱窒法においては、硝化細菌を浮遊性の活性汚泥として系内に保持するが、硝化細菌の増殖速度は極めて遅いために、槽内での滞留時間が１３〜１６時間必要である。この滞留時間を維持できる槽容量を有した反応槽は設置面積が大きく、敷地面積の狭い都市部の処理場では導入が困難であった。
【０００３】
このような技術的な背景の下に、標準活性汚泥法と同等（６〜８時間）の滞留時間内でＢＯＤ、窒素除去を行なうことを目的として、担体投入型活性汚泥法が開発された。この担体投入型活性汚泥法は、硝化槽内に担体を投入し、硝化細菌を担体に固定化（付着保持）することにより好気タンク内に硝化細菌を高濃度に保持するものである。
【０００４】
この方法に採用する担体は、多孔質構造に形成して空隙率を高めることによって、その比表面積を大きくしており、硝化細菌に対して優れた固定化能を発揮することが特徴となっている。
【０００５】
これらの担体に固定化した硝化細菌による反応効率を高めるためには、攪拌によって担体が槽内で流動することが必要であり、担体および槽内液を良好に攪拌する攪拌手段と、担体自体に優れた流動性が求められる。また、槽内における微生物量を維持するためには、硝化細菌を固定化した担体を槽内に留めることが必要であり、担体の流出を防止する担体分離装置が必要となる。
【０００６】
この担体分離装置は、担体および槽内液が流動する槽内領域と流出路とを隔てる位置に担体を分離するスクリーンを鉛直方向に配置し、槽内に曝気する空気のエアリフト作用により生じる上昇攪拌流によって槽内に循環流を発生させ、この循環流をスクリーンに沿った一定方向に流して掃流とし、この掃流によってスクリーンに捕捉された担体を常時洗浄することにより、スクリーンの閉塞を防いでいる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、微生物を槽内に高濃度に保持することは脱窒槽においても生物反応の効率を高める上で有効である。しかし、上記した硝化槽における微生物固定化用の担体を脱窒槽にそのまま適用するには、以下の問題がある。
【０００８】
第１に、脱窒槽では曝気による攪拌ができないので、エアリフト作用を利用してスクリーンに一定方向の掃流を生じさせることはできず、従来型の担体分離装置を使用した場合にはスクリーンが担体の付着で閉塞するとともに、担体の流動が阻害される。
【０００９】
第２に、微生物の固定化能を高めることを目的として担体の内部に形成した気孔に、脱窒反応に伴って発生する窒素ガスが蓄積し、担体が浮上し、槽内液中の基質と担体が効率良く接触することが損なわれる。
【００１０】
本発明は上記した課題を解決するものであり、脱窒槽において担体の流動および攪拌を行なうとともに、スクリーンによる担体の分離を良好に行なうことができる担体攪拌分離装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の担体攪拌分離装置は、微生物を固定化する担体を投入した反応槽内に浸漬するものであって、上下に貫通する循環流路を形成し、途中に中空胴のチャンバーを設けた本体胴と、一端がチャンバー内流路に連通して他端が槽外に達する流出管と、循環流路に面するチャンバーの内側壁を形成してチャンバー内流路と循環流路とを隔てるスクリーンと、本体胴の上部に配置して循環流路内に所定圧力の下向流の水流を送り込む攪拌機とを備えたものである。
【００１２】
上記した構成により、槽内に投入する担体は、微生物を固定化するために多孔質に形成することが好ましく、反応槽内に供給する廃水の生物処理に寄与する微生物をその表面および微細孔に固定化している。この固定化は槽内環境に応じて微生物を馴養することにより行なう。
【００１３】
反応槽内の廃水を生物処理する運転時には、攪拌機を駆動して本体胴およびチャンバーの循環流路内に所定の吐出圧で下向流を送り込む。この下向流によって槽内液および担体は本体胴を流下して下端開口から槽内下部域に流出し、本体胴の周囲において上向流となって槽内上部域へ流動し、本体胴の上部開口から循環流路に流入し、槽内で攪拌されながら循環流動する。
【００１４】
このことにより、槽内液中の基質と担体に固定化した微生物とが効率良く接触し、廃水を処理するに必要な槽内滞留時間を短くすることができ、定格槽容積が小さくなる。
【００１５】
循環流路を流れる下向流は、本体胴の上部に配置した攪拌機に送り出されて本体胴内の管路を流れるので所定圧力を有し、この圧力を駆動圧として槽内液はスクリーンを透過して担体を分離し、スクリーンを透過した担体分離水はチャンバー内流路に流入し、流出管を通って槽外へ流出する。一方、下向流がスクリーンに沿った掃流となって流れ、スクリーンを常に洗浄するので、担体はスクリーンに捕捉されることなく下向流と共に流れてスクリーンが閉塞することがない。よって、担体の槽外への流出を防止して槽内の微生物量を高濃度に維持できる。
【００１６】
請求項２に係る本発明の担体攪拌分離装置は、反応槽内に立設する支柱と、本体胴の上部に着脱自在に接続する可動短胴と、可動短胴内に配置する攪拌機と、支柱に係合して摺動する可動短胴に設けたガイド手段と、ガイド手段をロックする固定手段とを備えたものである。
【００１７】
上記した構成により、メンテナンス時には固定手段のロックを解除し、支柱でガイド手段を案内しながら可動短胴と攪拌機とを一体的に槽外へ引き上げ、メンテナンス後に支柱でガイド手段を案内しながら可動短胴と攪拌機とを一体的に槽内に降ろすことで、水中に没して視認することができない本体胴の上部に確実に位置きめして接続することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図２において、反応槽をなす脱窒槽１は下廃水を生物学的に処理する硝化脱窒処理系の一部をなし、内部に処理対象の原水２を貯留している。
【００１９】
脱窒槽１はその内部に脱窒に寄与する微生物を固定化する担体３を投入しており、担体３は微生物を固定化するために多孔質に形成することが好ましく、微生物をその表面および微細孔に固定化している。この固定化は槽内環境に応じて微生物を馴養することにより行なう。
【００２０】
脱窒槽１に配置する担体攪拌分離装置４は本体胴５によって上下に貫通する循環流路６を形成しており、本体胴５の上部に上部胴７を設け、途中に中空胴のチャンバー８を設け、下端に吐出口を形成する下部胴９を設けている。チャンバー８には一端がチャンバー内流路１０に連通して他端が隣接する硝化槽（図示省略）に達する流出管１１を接続している。チャンバー８は循環流路６に面する内側壁にチャンバー内流路１０と循環流路６とを隔てるスクリーン１２を設けており、スクリーン１２はウェッジワイヤスクリーンで形成している。
【００２１】
上部胴７には流入部をなす可動短胴１３を着脱自在にを接続しており、可動短胴１３の内部に水中モータを備えた攪拌機１４を配置している。攪拌機１４は循環流路６に所定圧力の下向流の水流を送り込むものである。
【００２２】
槽内に立設した支柱をなすガイドパイプ１５はチャンバー８および上部胴７を介して本体胴５を支持しており、可動短胴１３にはガイドパイプ１５に係合してその軸線方向に摺動するガイド手段１６を設けている。ガイドパイプ１５にはガイド手段１６をロックする固定手段１７を設けており、固定手段１７はガイド手段１６に係合する位置と離間する位置とにわたって水平軸回りに回動するロック爪１８と、ロック爪１８を駆動するリンク機構１９からなる。可動短胴１３には引き上げ用の索体２０を接続している。
【００２３】
以下、上記した構成における作用を説明する。脱窒槽１の原水２を生物処理する運転時には、攪拌機１４を駆動して可動短胴１３の上部開口から周囲の槽内液および担体３を吸い込み、本体胴５およびチャンバー８の循環流路６に所定の吐出圧で下向流を送り込む。
【００２４】
この下向流によって槽内液および担体３は本体胴５を流下して下部胴９の下端開口から槽内下部域に流出し、本体胴５の周囲において上向流となって槽内上部域へ流動し、可動短胴１３の上部開口から再び循環流路６に流入することで槽内で攪拌されながら循環流動する。
【００２５】
このことにより、槽内液中の基質と担体３に固定化した微生物とが効率良く接触し、原水２を処理するに必要な槽内滞留時間を短くすることができ、定格槽容積が小さくなる。
【００２６】
循環流路６を流れる下向流は、可動短胴１３に配置した攪拌機１４に送り出されて本体胴５の管路を流れるので所定圧力を有し、この圧力を駆動圧として槽内液はスクリーン１２を透過して担体３を分離する。スクリーン１２を透過した担体分離水はチャンバー内流路１０に流入して後に、流出管１１を通って槽外へ流出する。
【００２７】
一方、下向流はスクリーン１２に沿った掃流となって流れ、スクリーン１２を常に洗浄するので、担体３はスクリーン１２に捕捉されることなく下向流と共に流れてスクリーン１３が閉塞することがない。よって、担体３の槽外への流出を防止して槽内の微生物量を高濃度に維持できる。
【００２８】
メンテナンス時にはリンク機構１９を操作してロック爪１８を揺動させて固定手段１７のロックを解除し、索体２０で可動短胴１３と攪拌機１４を一体的に槽外へ引き上げる。このとき、ガイドパイプ１５はガイド手段１６を案内する。
【００２９】
メンテナンス後にはガイドパイプ１５でガイド手段１６を案内しながら可動短胴１３と攪拌機１４とを一体的に槽内に降ろすことで、水中に没して視認することができない上部胴７に確実に位置きめして接続することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、循環流路を流れる下向流が攪拌機に送り出されて所定圧力を有し、この圧力を駆動圧として槽内液がスクリーンを透過して担体を分離し、下向流がスクリーンに沿った掃流となって流れてスクリーンを常に洗浄するので、担体でスクリーンが閉塞することがなく、担体の槽外への流出を防止して槽内の微生物量を高濃度に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における担体攪拌分離装置の断面図である。
【図２】同担体攪拌分離装置の要部拡大図である。
【符号の説明】
１    脱窒槽
２    原水
３    担体
４    担体攪拌分離装置
５    本体胴
６    循環流路
７    上部胴
８    チャンバー
９    下部胴
１０    チャンバー内流路
１１    流出管
１２    スクリーン
１３    可動短胴
１４    攪拌機
１５    ガイドパイプ
１６    ガイド手段
１７    固定手段
１８    ロック爪
１９    リンク機構
２０    索体
【図１】
0004115089.tif 000002
【図２】
0004115089.tif 000003