(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
嫌気性微生物のグラニュールを装填した処理槽を備え、この処理槽の底部に設けた供給口から有機物を含んだ原水を供給しながら、この原水を、上記グラニュール層を通過させて処理し、その処理水を上記グラニュール層の上層である処理水層に位置する流出口から流出させる嫌気性水処理装置において、上記処理水層内の上記流出口の上流側に、鉛直平面を有する垂直板と、この垂直板に対して傾斜する傾斜板とを備えた汚泥流出防止手段を設けるとともに、この汚泥流出防止手段の上流側であって、汚泥流出防止手段と略同じ高さ位置に、処理水を水平に噴出する水平旋回流発生手段を備え、上記水平線回収発生手段によって発生した旋回流がグラニュールを上記垂直板に衝突させ、この衝突によってグラニュールからメタンガスを分離する構成にするとともに、上記垂直板の両側面及び傾斜板の両側面を上記処理槽の内周に当接させ、これら垂直板、傾斜板および処理槽内周で囲まれた微粒子沈降領域を形成した嫌気性水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、嫌気性微生物を用いて原水を処理する嫌気性水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の装置本体１の概略図である。図５に示したように、処理槽２に、嫌気性微生物を含む汚泥を入れる。上記嫌気性微生物は、自身の活性によって上記汚泥をグラニュールに形成する。したがって、上記汚泥を入れた部分をグラニュール層Ｓとしている。
また、上記処理層２の底部には、有機物を含む原水を処理槽２内に供給する供給口３を設け、この供給口３には図示しない原水タンクに連通する原水パイプ４を接続している。
上記のような供給口３から処理槽２の上部に向かって、原水を噴出するようにしている。
【０００３】
上記のように処理槽２の底部から原水を噴出することによって、グラニュール状の汚泥が舞い上がり上記処理槽２内の汚泥が上下方向に攪拌される。上記汚泥を攪拌することによって、この汚泥に含まれる嫌気性微生物は、適度なグラニュールを保ちながら、その活性を維持している。
そして、原水はグラニュール層Ｓを通過することによって、有機物が分解され、処理水となる。処理水は、グラニュール層Ｓ上部に処理水層Ｗを形成する。この処理水層Ｗには、流出口５を設け、この流出口５から、流出管６を介して処理水ピット７に処理水が導かれる。
上記のように処理槽２のグラニュール層Ｓに含まれる嫌気性微生物によって、原水を処理することができる。
【０００４】
また、上記のような従来例において、処理槽２上部の流出口５よりも低い位置に傾斜板８を設けている。この傾斜板８は、角度の異なる傾斜板８ａ，８ｂからなる。これら傾斜板８ａ，８ｂは、垂直方向で重なるようにしている。
上記のような構成において、処理槽２の底部からグラニュールが舞い上がると、このグラニュールが上記傾斜板８ａ，８ｂにぶつかるようになる。このようにグラニュールが傾斜板８ａ，８ｂにぶつかることによって、このグラニュールが流出口５から流出されるのを防止することができるが、それは以下の理由からである。
【０００５】
すなわち、嫌気性微生物が有機物を分解するとき、この分解にともなってメタンガスを発生する。この発生したメタンガスは、グラニュールに付着することがある。このようにグラニュールにメタンガスが付着すると、このグラニュールが浮上してしまう。グラニュールが浮上したままだと、このグラニュールが処理水の流れにのって、流出口５から流出されてしまう。
しかし、上記傾斜板８ａ，８ｂを設けることによって、舞い上がったグラニュールがこの傾斜板８ａ，８ｂにぶつかる。そして、このぶつかった衝撃で、グラニュールからメタンガスが分離される。分離されたメタンガスは、上記傾斜板８ａ，８ｂに沿って上方に移動し、処理水層Ｗの上部にガス層Ｇを形成する。一方、グラニュールは自重で下方に落ちるようになる。
【０００６】
また、上記傾斜板８ａ，８ｂを設けることによって、この傾斜板８ａ，８ｂの下流側の流速を低下させることができる。このように流速が低下することによって、グラニュールがこの流れに乗って流出口５から流出されるのを防止することができる。
上記のように、メタンガスをグラニュールから分離させ、しかも、流出口５付近での流速を低下させることができるので、このグラニュールが流出口５から流出されるのを防止する。
上記グラニュールを流出口５から流出することなく、処理槽２内に保持できるので、処理槽２内のグラニュールの不足分を補充する必要がなく、補充のための汚泥を用意しなくてもよい。また、上記補充の手間を省くこともできる。
【０００７】
また、上記従来の装置本体１では、処理水ピット７に流出された処理水を、循環ポンプ９を用いて循環パイプ１０に送っている。この循環パイプ１０を原水パイプ４と接続し、処理水の一部が再び供給口３から噴出されるようにしている。このように処理水を再び供給口３から噴出するようにしたのは、処理水として流出された水の中に、有機物や汚泥が含まれている可能性があるので、これを高精度で除去するためである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような構成において、グラニュールに付着したメタンガスを分離するために、原水を供給口３から噴出するとともに、この流速によってグラニュールを傾斜板８ａ，８ｂにぶつけるようにしている。
しかし、上記流速は、供給口３から遠くなればなるほど遅くなる。したがって、供給口３から離れた位置にある傾斜板８ａ，８ｂの付近ではその流速がだいぶ遅くなり、グラニュールが傾斜板８ａ，８ｂにぶつかる勢いが弱くなってしまう。このように勢いが弱くなった中で、グラニュールに付着したメタンガスを精度よく分離しようとすると、グラニュールと傾斜板８ａ，８ｂとをより多く接触させなければならない。グラニュールと傾斜板８ａ，８ｂとをより多く接触させようとすると、上記傾斜板８ａ，８ｂの長さを長くして、長い時間グラニュールと傾斜板８ａ，８ｂとを接触させなければならない。
【０００９】
上記のように傾斜板８ａ，８ｂを長くすることによって、処理槽２全体に対する傾斜板８ａ，８ｂの占める割合が大きくなる。したがって、その分この処理槽２内に入れる汚泥の量が少なくなってしまう。汚泥の量を確保しようとすると、どうしてもこの処理槽２を大きくしなければならないという問題があった。
【００１０】
さらに、流速が低下することによって、グラニュールが傾斜板８ａ，８ｂに到達するまでに時間がかかる。また、上記傾斜板８ａ，８ｂに沿ってメタンガスは上昇するので、この傾斜板８ａ，８ｂが長くなればなるほど、このメタンガスが気体層に到達するまでの時間が長くかかる。したがって、処理に要する全体の時間が長くなるという問題があった。
【００１１】
この発明の目的は、処理槽を大型化することなく、しかも短時間で精度よくグラニュールからメタンガスを分離することができる嫌気性水処理装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、嫌気性微生物のグラニュールを装填した処理槽を備え、この処理槽の底部に設けた供給口から有機物を含んだ原水を供給しながら、この原水を、上記グラニュール層を通過させて処理し、その処理水を上記グラニュール層の上層である処理水層に位置する流出口から流出させる嫌気性水処理装置において、上記処理水層内の上記流出口の上流側に、鉛直平面を有する垂直板と、この垂直板に対して傾斜する傾斜板とを備えた汚泥流出防止手段を設けるとともに、この汚泥流出防止手段の上流側であって、汚泥流出防止手段と略同じ高さ位置に、処理水を水平に噴出する水平旋回流発生手段を備え、上記水平線回収発生手段によって発生した旋回流がグラニュールを上記垂直板に衝突させ、この衝突によってグラニュールからメタンガスを分離する構成にするとともに、上記垂直板の両側面及び傾斜板の両側面を上記処理槽の内周に当接させ、これら垂直板、傾斜板および処理槽内周で囲まれた微粒子沈降領域を形成したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１，２はこの発明の一実施形態の装置本体１１を表した概略図である。
図１に示した処理槽１２には、嫌気性微生物を含むグラニュール状の汚泥を入れ、この処理槽１２の底部には、有機物を含む原水を処理槽２内に供給する供給口１３を設けている。この供給口１３は原水パイプ１４を介して、図示しない原水タンクと接続している。
上記処理槽１２は円柱状とするとともに、この処理槽１２に設けた供給口１３を環状に形成している。このような供給口１３から処理槽１２上部に向かって、原水を噴出するようにしている。したがって、処理槽１２内に均一に原水を噴出することができる。
【００１５】
また、上記処理槽１２には、流出口１５を設けている。この流出口１５は流出管１６を介して処理水ピット１７に接続している。そして、この処理水ピット１７に流出された処理水の一部は処理水管１８を介して装置本体１２外に導かれ、また他の一部は循環ポンプ１９によって循環パイプ２０に導かれる。循環パイプ２０は原水パイプ１４に接続し、処理水の一部を原水とともに供給口１３から噴出するようにしている。このように、処理水の一部を供給口１３から再び噴出することの理由は、従来例と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００１６】
また、上記処理槽１２には、従来と同様に、汚泥のグラニュールを装填し、グラニュール層Ｓを形成している。さらに、このグラニュール層Ｓを通過した原水が処理水層Ｗとして、グラニュール層Ｓの上部に層を形成する。この処理水層Ｗに汚泥流出防止手段２１を設けている。この汚泥流出防止手段２１は、流出口１５の上流側に設けている。
上記汚泥流出防止手段２１は、処理水層Ｗからガス層Ｇに突出する突出板２２と、この突出板２２よりも処理槽１２の側面側に位置し、処理水層Ｗから突出しない潜水板２３と、潜水板の下端から処理槽１２の側面に向かって下るように傾斜した第１傾斜板２４と、この第１傾斜板２４の上方に設け処理槽１２の側面に向かって上るように傾斜した第２傾斜板２５とから構成される。
【００１７】
また、上記突出板２２、潜水板２３、第１傾斜板２４、第２傾斜板２５は、それぞれその両端が処理槽１２の側面に接触するようにしている。
なお、上記突出板２２と潜水板２３とによって、この発明でいう垂直板を形成している。
【００１８】
さらに、上記循環ポンプ１９には旋回流発生用パイプ２６を備え、この旋回流発生用パイプ２６の先端に設けた旋回流発生口２７ａ，２７ｂが処理槽１２の処理水層に臨むようにしている。上記旋回流発生用パイプ２６と旋回流発生口２７とによってこの発明でいう水平旋回流発生手段を構成している。
【００１９】
図２に示したように、上記旋回流発生口２７ａ，２７ｂは旋回流発生用パイプ２６を分岐させ、この分岐したパイプのそれぞれの先端に設けている。上記一方の旋回流発生口２７ａは、図２の下方から汚泥流出防止手段２１に向かって、処理水を噴出し、他方の旋回流発生口２７ｂは、図２の上方から汚泥流出防止手段２１の反対方向に向かって処理水を噴出している。さらに、上記旋回流発生口２７ａ，２７ｂからの噴出流は、それぞれ水平になるようにしている。
上記のように旋回流発生口２７ａ，２７ｂから処理水が噴出されると、噴出流は水平旋回流となる。
【００２０】
また、図１に示したように、上記旋回流発生口２７ａ，２７ｂの高さを、上記突出板２２の高さとほぼ同じになるようにしている。
したがって、上記旋回流発生口２７ａ，２７ｂから処理水が噴出されたとき、その旋回流が突出板２２にぶつかるようになる。
上記処理水の中には、メタンガスが付着して浮いてきたグラニュールも含まれる。したがって、上記旋回流が突出板２２にぶつかることによって、浮いてきたグラニュールも上記突出板２２に強制的にぶつけられる。突出板２２にグラニュールをぶつけることによって、このグラニュールに付着したメタンガスを分離することができる。
【００２１】
上記のように、旋回流によって強制的にグラニュールを突出板２２にぶつけることができるので、このグラニュールに付着したメタンガスを効率よく分離することができる。
上記メタンガスを分離したグラニュールは、自重で処理槽１２の底部に沈むようになる。グラニュールが沈降するので、このグラニュールが流出口１５から流出されることがない。
【００２２】
また、上記突出板２２と、潜水板２３と、第１傾斜板２４と、第２傾斜板２５とによって囲まれた領域で、微粒子沈降領域２８を形成している。そして、上記突出板２２の下から入った処理水は、この微粒子沈降領域２８を介して流出口１５から流出するようにしている。
上記微粒子沈降領域２８は、上記突出板２２と潜水板２３とによって、旋回流による流れを阻止し、上記第１傾斜板２４と第２傾斜板２５とによって、供給口１３で下から噴出される流れを阻止している。したがって、この微粒子沈降領域２８では、ほとんど流れのない状態をつくることができる。
【００２３】
上記処理水には、汚泥の微粒子も含まれる。この微粒子というのはグラニュールを形成していない汚泥である。上記旋回流によって、突出部２２にグラニュールをぶつけ、このグラニュールを沈降させることはできるが、比重の小さい微粒子は、突出部２２にぶつかっても沈降することなく、微粒子沈降領域２８に入る。
しかし、上記微粒子沈降領域２８では、処理水の流れがほとんどなくなるので、比重の小さい微粒子でも流されることなく、自重で沈降させることができる。このように、上記微粒子沈降領域２８を設けることによって、処理水から精度よく汚泥を除去することができる。
【００２４】
上記のような実施形態によれば、旋回流を発生させてグラニュールを積極的に突出板にぶつけることにより、グラニュールからメタンガスを精度よく分離することができる。しかも、処理水に含まれる汚泥の微粒子も除去することができるので、排出口１５から排出される汚泥の量をより一層減少させることができる。
さらに、上記旋回流によってグラニュールを突出板にぶつけているので、グラニュールが傾斜板にぶつかるまでの時間がかかるという従来のような問題を解決することができる。したがって、装置全体における時間短縮が可能となる。
【００２５】
なお、上記処理槽１２はその底面を円形としているが、図３に示したように、これを四角形としてもよい。四角形とした場合には、突出板２２、潜水板２３、第１傾斜板２４、第２傾斜板２５のそれぞれの一方の側面が、四角形の一辺２９ａに接触し、他の側面が四角形の他の辺２９ｂに接触するようにする。このように上記突出板２２、潜水板２３、第１傾斜板２４、第２傾斜板２５の両端を処理槽１２の側面に接触させることによって、これらで微粒子沈降領域３０を形成することができる。
さらに、上記処理槽１２の底面を四角形にした場合には、旋回流発生手段によって旋回流が発生しやすいように、各コーナーにガイド板３１を設けるようにするとよい。
【００２６】
また、旋回流にほぼ垂直に設けた垂直板として、突出板２２と潜水板２３とを備えているが、図４に示したように、これらの機能を備えもった一枚の垂直板３２にしてもよい。すなわち、その上端３２ａが処理水層Ｗから突出し、下端３２ｂが第１傾斜板２４の上端よりも下に位置するような板であれば、旋回流にのったグラニュールを効率的にぶつけることができ、しかも、微粒子を沈降させる微粒子沈降領域３３も形成することができる。
【００２７】
【発明の効果】
この発明によれば、処理槽の流出口の上流側に汚泥流出防止手段を設けるとともに、この汚泥流出防止手段の上流側に水平旋回流発生手段を備えたので、この旋回流によってグラニュールを汚泥流出防止手段にぶつけることができる。グラニュールが汚泥流出手段にぶつかることで、このグラニュールに付着したメタンガスを効率よく分離することができる。したがって、処理槽を大型化する特別な装置を用いることなく、しかも短時間で精度よくグラニュールからメタンガスを分離することができる。
【００２８】
しかも、汚泥流出防止手段は、鉛直平面を有する垂直板を備えることとしたので、旋回流が垂直板にぶつかって、より一層グラニュールからメタンガスを精度よく分離することができる。
【００２９】
また、汚泥流出防止手段は、垂直板に対して傾斜する傾斜板を備え、上記垂直板と傾斜板との両側面を上記処理槽の内周に当接させることとしたので、これら垂直板と傾斜板とによって、供給口からの水流および旋回流の影響を受けることのほとんどない微粒子沈降領域を形成することができる。したがって、この領域で、処理水中の微粒子を沈降させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の全体概略図である。
【図２】図１の処理槽を上から見たときの概略図である。
【図３】他の実施の形態であって、処理槽を上から見たときの概略図である。
【図４】他の実施の形態の汚泥流出防止手段の概略図である。
【図５】従来例の全体概略図である。
【符号の説明】
１１    装置本体
１２    処理槽
１３    供給口
１５    流出口
２１    汚泥流出防止手段
２２    突出板
２３    潜水板
２４    第１傾斜板
２５    第２傾斜板
２６    旋回流発生用パイプ
２７ａ  旋回流発生口
２７ｂ  旋回流発生口
３２    垂直板
Ｓ    グラニュール層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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