(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
嫌気濾床槽と、好気濾床槽と、沈殿槽又は処理水槽とが、上流側から順に設けられ、上記嫌気濾床槽へと汚水を流入させる流入口及びこの流入口に続く流入管と、上記好気処理槽にて処理された水の一部を上記嫌気濾床槽へと返送する循環水移行管とを備え、上記流入管又は循環水移行管の何れか一方が、処理汚水を酸性化するｐH低下剤を供給され、他方が、炭酸塩及び／又は重炭酸塩を供給される汚水浄化槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水浄化槽における固形物の浮上分離方法及び汚水浄化槽に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
屎尿、雑排水等の生活排水、有機物系の産業排水等の汚水処理には汚水浄化槽が用いられている。
汚水浄化槽により処理される汚水中に含まれる有機物は大部分微生物により消化分解する。しかしながら一部は分解されないで汚泥として残留する。また、汚水浄化槽に流入する汚水中には消化分解されない固形物も含まれている。
これらの固形物は汚泥として適宜汚水浄化槽から引き抜き処理する必要がある。このような固形物を分離する方法としては、重力濃縮法、すなわち固形物を沈殿分離させる方法が用いられてきた。ところが、この重力濃縮法では、固液分離速度が遅いため、固液分離槽を大きくしなければならないという問題があった。
【０００３】
そこで、固形物を含む処理汚水中に空気等のガスを加圧して溶解させ、その圧力を解放することにより溶解したガスが気泡となり固形物に付着して浮上する現象を利用した加圧浮上濃縮法が提案された。
また、嫌気性消化処理をアルカリ条件下で密閉された槽内で行うことにより嫌気性消化処理に伴って発生する二酸化炭素の溶存量を増加させ、その後ｐＨを低下させることによって放出される二酸化炭素ガスを利用して消化汚泥を浮上分離させ方法が提案されている（特開平６−７１２９６号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの方法は、重力濃縮法と異なり、固液分離速度が遅いという問題は解決される。しかしながら、空気等のガスを加圧して溶解させるためには装置として耐圧性を必要とする。さらに、嫌気性消化処理をアルカリ条件下で密閉された槽内で行う場合にも汚水浄化槽を密閉可能な構造とする必要がある。
このため、戸建住宅を始めとする小規模汚水浄化槽のような、経費、維持管理費、設置スペースが重要視される汚水浄化槽には適していない。
【０００５】
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたもので、装置として耐圧性や密閉性を必要とすることなく処理汚水中に含まれる固形物を浮上分離させる汚水浄化槽を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明は、嫌気濾床槽と、好気濾床槽と、沈殿槽又は処理水槽とが、上流側から順に設けられ、上記嫌気濾床槽へと汚水を流入させる流入口及びこの流入口に続く流入管と、上記好気処理槽にて処理された水の一部を上記嫌気濾床槽へと返送する循環水移行管とを備え、上記流入管又は循環水移行管の何れか一方が、処理汚水を酸性化するｐH低下剤を供給され、他方が、炭酸塩及び／又は重炭酸塩を供給される汚水浄化槽である。
【０００７】
炭酸塩又は重炭酸塩は、水中では全部又は一部が解離して炭酸イオン又は重炭酸イオンとして存在する。そして、炭酸イオン又は重炭酸イオンが存在する溶液を酸性とすることにより、化１の（１）で表される平衡式で示される平衡が右にずれて二酸化炭素を生成する。
【化１】
0004145445.tif 000002
また、解離していない炭酸塩又は重炭酸塩にあっては、酸により分解してと反応して二酸化炭素を生成する。
【０００８】
二酸化炭素は、室温大気圧の条件下では気体であるから、このようにして生成した二酸化炭素はガスとなり、処理汚水中で気泡となり大気中に放出される。このときに、処理汚水中に含まれる固形物に二酸化炭素ガス付着することにより、固形物の見掛けの比重を小さくなり、又は浮上する気泡に固形物が随伴することにより水面に浮上分離させることができる。
【００１０】
【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を説明する。
【００１１】
一般的な浄化槽１の構造は、図１に示されるように、槽内に上流側（処理汚水の流入口１４側）から順に第一嫌気濾床槽１５、第二嫌気濾床槽１６、好気濾床槽１７、沈殿槽又は処理水槽１８が設けられた構造となっている。第一嫌気濾床槽１５及び第二嫌気濾床槽１６には、それぞれ下方に嫌気処理を促進するための嫌気濾床１５ａ、嫌気濾床１６ａが設置されている。また、好気濾床槽１７には好気濾床１７ａが設置され、好気濾床１７ａの下方に空気源１７ｂから空気が供給される散気管１７ｃが配置されている。図１には好気濾床１７ａ及び散気管１７ｃをそれぞれ二段としたものを示してある。
処理汚水は、流入口１４から第一嫌気濾床槽１５に流入し、嫌気濾床１５ａで嫌気処理され、溢流装置１５ｂにより第二嫌気濾床槽１６に流入し、嫌気濾床１６ａで嫌気処理され、溢流装置１６ｂにより好気濾床槽１７に流入する。
そして、好気濾床１７ａで好気処理されて処理済の水となって沈殿槽又は処理水槽１８に下部から流入する。
処理済の水は、その一部は窒素成分を除去するために空気源２１ａから空気をその下方に供給されるエアリフト管２１により循環水移行管２２を経て沈殿槽又は処理水槽１８から第一嫌気濾床槽１５に返流され、大部分は沈殿槽又は処理水槽１８から消毒室１９を経て放流口２０から放流される。
汚水浄化槽としては、流入口１４に続いて沈殿分離槽を有する構造のものや、嫌気濾床槽を備えずに沈殿分離槽から好気濾床槽と続く構造のものも汎用されている。
これら各槽は、通常は図示したように一体の外槽中に納められている。外槽の材質はＦＲＰ又はコンクリートである。
さらに、これら各槽が別体となっているものも、特に中規模程度の浄化槽において汎用されている。
以下固形物の分離を行う槽として、第一嫌気濾床槽１５を例にとって説明する。
【００１２】
炭酸塩、重炭酸塩の何れか又は両者は、第一嫌気濾床槽１５内の処理汚水中に、水溶液として又は固体で、炭酸塩、重炭酸塩の何れか又は両者の供給装置１２から、例えば、循環水移行管２２に供給される。
炭酸塩又は重炭酸塩としては、価格、安全性、水溶性などの観点から、炭酸ナトリウム又は重炭酸ナトリウム用いるのが好ましい。
【００１３】
炭酸塩、重炭酸塩の何れか又は両者は、水溶液として供給してもよく、固体状で供給してもよい。
浮遊固形物１ｇに対して、気体８ｍｌ以上あれば固形物を浮上させるという目的を達成できることが分かっている。また、汚水浄化槽における処理汚水中の固形物濃度は、通常、処理汚水１リットル当たりで平均約２５０ｍｇとされている。この場合、必要とする二酸化炭素ガスの量は処理汚水１リットルあたり２ｍｌとなる。従って、理論上は、例えば炭酸塩を供給するときには、炭酸イオン換算で、５．４ｍｇ以上の炭酸塩を処理汚水１リットル当たりについて供給すればよいことになる。実際には、処理汚水の状態や流入量などを考慮して添加量を定める必要がある。
【００１４】
炭酸塩、重炭酸塩を水溶液として供給するときには、供給量の適正制御を容易にするため、精密濾過膜、限外濾過膜、微粒子の結合濾過体、連続気泡発泡体など、通水抵抗を有する材料を通して、溶液による自重、重し等の荷重体を用い、又は圧力空気等の外圧を加えるなどの手段により溶液を透過させて供給するのが好ましい。
【００１５】
炭酸塩、重炭酸塩を固体状で供給するときには、脂肪酸エステル等の溶解性結合剤と混合し、その混合物を錠剤成形型に入れて圧縮して得られる錠剤として用いるのが好ましい。補充、充填、固定など取り扱い性が粉体より優れているからである。錠剤の大きさについては特に制限はない。
【００１６】
固形物を含む処理汚水を酸性とするためのｐＨ低下剤としては、処理汚水を酸性にできる化合物又はこのような化合物を含む組成物であればよく、環境汚染物質を生成しないものが好ましい。
好ましいｐＨ低下剤としては、クエン酸、酒石酸、グルタミン酸又はアスパラギン酸のような酸性アミノ酸、アスコルビン酸等の弱酸が挙げられる。
腐食性のガスを発生するおそれが小さい強酸、例えば硫酸なども希釈することにより使用できる。
また、強酸と弱塩基との塩のように水溶液が酸性を呈する塩も使用できる。このような塩の内、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、塩化カルシウム等は凝集剤としても作用すると共に、処理汚水中のリン酸イオンとも反応して不溶性の又は難溶性の塩となるから、より好都合である。
【００１７】
ｐＨ低下剤は、水溶液として供給してもよく、固体状で供給してもよい。
ｐＨ低下剤は、処理汚水中に溶存する炭酸イオンないし重炭酸イオンとの反応に必要な量に見合って供給されるのが好ましい。
【００１８】
水溶液として供給するときには、供給量の適正制御を容易にするため、精密濾過膜、限外濾過膜、微粒子の結合濾過体、連続気泡発泡体など、通水抵抗を有する材料を通して、溶液による自重、重し等の荷重体を用い、又は圧力空気等の外圧を加えるなどの手段により溶液を透過させて供給するのが好ましい。
【００１９】
固体状で供給するときには、ホウ酸、脂肪酸エステル等の溶解性結合剤と混合し、その混合物を錠剤成形型に入れて圧縮して得られる錠剤として用いるのが好ましい。錠剤の大きさについては特に制限はない。
【００２０】
炭酸塩、重炭酸塩の何れか又は両者の供給装置１２及び固形物を含む処理汚水を酸性とするためのｐＨ低下剤供給装置１３とは、炭酸塩、重炭酸塩の何れか又は両者とｐＨ低下剤とが処理汚水の離れた位置に供給されるように構成するのが好ましい。二酸化炭素ガスの放出を効率よく行うためである。
例えば、図１に示すように、炭酸塩、重炭酸塩の何れか又は両者を循環水移行管２２に供給するときには、流入口１４に続く流入管１４ａが第一嫌気濾床槽１５の中央近くに開口が位置するように構成する。勿論、これとは逆の構成とすることも考えられる。
【００２１】
処理汚水中含まれる固形物の内、比重が大きい固形物は第一嫌気濾床槽の底部に沈降する。沈降しないで浮遊するような固形物は発生する二酸化炭素ガスにより浮上して上部に濃縮して貯溜する。これらの濃縮汚泥は通常は年に１回程度吸引除去される。
このようにして例えば処理汚水中に含まれる汚泥濃度を１００ｇ／リットル程度まで減少させると、嫌気濾床槽の容量を従来の１／５に減量できる。
以上固形物の分離を行う槽として第一嫌気濾床槽１５を例にとって説明してきたが、沈殿分離槽を備える汚水浄化槽にあっては、沈殿分離槽について同様に実施することができる。
【００２２】
【実施例】
実施例１
汚水浄化槽（５人槽）に、固形物含有量２５０ｍｇ／ｌの処理汚水を日量２００ｌの割合で流入させた。そして、処理汚水１ｌについて２０ｍｇとなるように炭酸ナトリウムを水溶液として循環水中に加えた。また、流入する処理汚水には０．１モル／ｌの硫酸を処理汚水１ｌについて１００ｍｌの割合で加えた。
このようにして汚水浄化槽を１か月間運転した後、第一嫌気濾床槽の下部で取水して汚泥濃度を調べたところ、２０ｍｇ／ｌであった。また、水面に浮上した汚泥を全量すくい取り乾燥してその重量を調べたところ、１２００ｇであった。
【００２３】
比較例
炭酸ナトリウム及び硫酸を加えないようにしたほかは実施例１と同じ条件で汚水浄化槽を１か月間運転した後、実施例１と同様にして第一嫌気濾床槽の下部で取水して汚泥濃度を調べたところ、５０ｍｇ／ｌであった。また、水面に浮上した汚泥を全量すくい取り乾燥してその重量を調べたところ、１００ｇであった。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、装置として耐圧性や密閉性を必要とするとなく処理汚水中に含まれる固形物を浮上分離させることができる。処理汚水中に含まれる固形物を浮上分離させることにより、処理汚水中に含まれる汚泥濃度を小さくすることができ、その結果として設置スペースがコンパクトな浄化槽を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に関する断面図である。
【符号の説明】
１．汚水浄化槽
１１．固形物の分離を行う槽
１２．炭酸塩又は重炭酸塩の何れか又は両者の供給装置
１３．ｐＨ低下剤供給装置
１４．流入口
１４ａ．流入管
１５．第一嫌気濾床槽
１５ａ．嫌気濾床
１６．第二嫌気濾床槽
１６ａ．嫌気濾床
１７．好気濾床槽
１７ａ．好気濾床
１７ｂ．空気源
１７ｃ．散気管
１８．沈殿槽又は処理水槽
１９．消毒槽
２０．放流口
２１．エアリフト
２１ａ．空気源
２２．循環水移行管
【図１】
0004145445.tif 000003