(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽内で水よりも比重の大きい担体を用いて被処理排水を処理し、前記処理槽で得られる処理排水と前記担体とを液体サイクロンで分離し、分離した前記担体を前記処理槽に戻す排水処理装置において、
前記被処理排水を曝気する曝気手段と、
前記処理槽の上部と前記液体サイクロンとを連通させ、前記液体サイクロンに前記処理排水と前記担体とを流入させる第１配管と、
前記液体サイクロンの下部と前記処理槽の下部とを連通させ、分離した前記担体を前記処理槽に戻す第２配管と、
を備え、前記液体サイクロンは、前記処理槽の外部に設けられ、前記担体を遠心力によりその内壁に集めて沈降させるものであり、
前記第２配管が前記処理槽の壁面を貫通し、その先端開口が上向きになっており、
前記先端開口は、前記曝気手段より上方にあることを特徴とする排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水処理装置に係り、より詳細には、付着担体や包括固定化担体、自己造粒汚泥等の担体を用いて排水を処理する排水処理装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
有用微生物を高濃度に維持するために、付着担体や包括固定化担体、自己造粒汚泥等の担体に微生物を担持させて排水を処理する方法が知られている（例えば特開平９−２７６８８４号公報）。
【０００３】
図３は、上記公報に記載の排水処理方法を適用する排水処理装置を示すフロー図である。図３に示すように、この排水処理方法は、処理槽１００で得られる処理排水を微生物固定化担体１０１とともに液体サイクロン１０２に送り、液体サイクロン１０２にて処理排水と微生物固定化担体１０１とに分離している。このとき、液体サイクロン１０２に処理排水を流入させるために沈殿槽１０３を設け、沈殿槽１０３の水面を処理槽１００の水面より低くすることによりサイフォン管１０４を通して処理排水を引き抜き、これにより動力を使用せずに液体サイクロン１０２に処理排水を流入させている。また、液体サイクロン１０２で分離された微生物固定化担体１０１は、エアリフトポンプなどにより配管１０５を通して処理槽１００に戻し、これにより処理槽１００内において微生物固定化担体１０１の濃度を一定に維持することとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の公報に記載の排水処理方法は、以下に示す課題を有する。
【０００５】
即ち上記排水処理方法は、液体サイクロン１０２の後段に、液体サイクロン１０２に処理排水を流水させるための沈殿槽１０３を必要とするため、装置が大型化するという課題を有する。
【０００６】
また、上記排水処理方法は、微生物固定化担体１０１をエアリフトポンプ等によって配管１０５を通して処理槽１００に戻すこととしている。この場合、微生物固定化担体１０１を輸送するために多量の空気が必要となる。このため、それに要するブロワ等の動力が大となり、多大なランニングコストがかかる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、装置を小型化でき且つランニングコストを十分に低減できる排水処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、処理槽と液体サイクロンとの間で循環流を作ることで、液体サイクロンに処理排水を流水させるための沈殿槽を不要とし、且つ液体サイクロンから処理槽へ担体を戻すために動力を使用しないで済むことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち本発明は、処理槽内で水よりも比重の大きい担体を用いて被処理排水を処理し、処理槽で得られる処理排水と前記担体とを液体サイクロンで分離し、分離した前記担体を前記処理槽に戻す排水処理装置において、前記被処理排水を曝気する曝気手段と、前記処理槽の上部と前記液体サイクロンとを連通させ、前記液体サイクロンに前記処理排水と前記担体とを流入させる第１配管と、前記液体サイクロンの下部と前記処理槽の下部とを連通させ、分離した前記担体を前記処理槽に戻す第２配管とを備え、前記液体サイクロンは、前記処理槽の外部に設けられ、前記担体を遠心力によりその内壁に集めて沈降させるものであり、前記第２配管が前記処理槽の壁面を貫通し、その先端開口が上向きになっており、前記先端開口は、前記曝気手段より上方にあることを特徴とする。なお、本発明においては、付着担体、包括固定化担体だけでなく自己造粒汚泥も「担体」に含まれるものとする。
【００１０】
この発明によれば、曝気手段により被処理排水が曝気されると、空気の上昇エネルギーにより被処理排水の上昇流が形成される。すると、処理排水及び担体が処理槽の上部から第１配管を経て液体サイクロンに流入し、液体サイクロンで処理排水と担体が分離され、担体は、第２配管を経て処理槽の下部に流入する。こうして処理槽と液体サイクロンとの間に循環流が形成される。このため、処理排水を液体サイクロンに流入させるべく液体サイクロンの後段に沈殿槽を設ける必要がない。また、液体サイクロンから処理槽に担体を戻すのに別途動力を必要としない。また、上記発明において、第２配管が前記処理槽の壁面を貫通し、その先端開口が上向きになっているため、曝気手段による空気が第２配管に侵入することがない。このため、空気による担体の逆流が防止され、担体を円滑に処理槽内に戻すことが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の排水処理装置の一実施形態を概略的に示す断面図である。図１に示すように、排水処理装置１は、被処理排水２を収容する処理槽３を備えている。被処理排水２中には、多数の担体４が散在している。担体４の種類としては、付着担体、包括固定化担体、自己造粒汚泥などが用いられる。担体４の材質は、水より比重の大きいものであればよく、その材質としては、例えばポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール又はアンスラサイト等が用いられる。
【００１７】
処理槽３の側壁３ａには原水導入配管５が接続され、原水が原水導入配管５を経て被処理排水として処理槽３に導入されるようになっている。また、処理槽３の下部には、複数本の散気管６が底面に沿って並設され、散気管６のそれぞれには、長さ方向に沿って散気ノズル７が複数取り付けられている。また散気管６には、図示しないブロワにより空気が導入されるようになっている。なお、散気管６、散気ノズル７及びブロワにより曝気手段が構成されている。
【００１８】
更に、処理槽３の側壁３ｂの上部には排水排出口８が形成されている。一方、処理槽３の外部には、液体サイクロン９が設けられており、液体サイクロン９は、円筒状の外筒部１０ａと、外筒部１０ａの内側に同心状に配置される内筒部１０ｂと、外筒部１０ａの下部に設けられる円錐部１１とを備えている。そして、液体サイクロン９の外筒部１０ａと処理槽３の排水排出口８とは第１配管１２によって接続されている。ここで、第１配管１２の延び方向は外筒部１０ａの接線方向に一致している。従って、処理排水及び担体４は、第１配管１２を経て処理槽３の上部から外筒部１０ａに流入されると、内筒部１０ｂの周りを回転しながら下降する。このとき、担体４は、その遠心力により外筒部１０ａの内壁に集められ、円錐部１１を経て沈降する。
【００１９】
ここで、液体サイクロン９の外筒部１０ａ及び内筒部１０ｂの頂部は、開放されていることが好ましい。この場合、処理排水中に入り込んでいる空気を上方に逃がすことが可能となるため、空気が外筒部１０ａの頂部に溜まり、第１配管１２に侵入することにより、処理排水を液体サイクロン９に流入させにくくするという事態を十分に防止することが可能となる。
【００２０】
なお、液体サイクロン９の内筒部１０ｂには処理排水排出配管１３が接続されており、処理排水が処理排水排出配管１３を経て排出されるようになっている。
【００２１】
液体サイクロン９の円錐部１１の最下部には担体排出口１４が形成され、担体排出口１４には第２配管１５が接続され、第２配管１５により、液体サイクロン９と処理槽３の下部とが連通している。
【００２２】
図１において、第２配管１５は、担体排出口１４から延び、処理槽３の側壁３ｂを貫通している。ここで、第２配管１５の先端開口１６は、散気ノズル７より上方であって排水排出口８より下方にあることが好ましい。これは次の理由によるものである。即ち、担体４は水より比重が大きいため、沈降して処理槽３の底面に溜まる傾向があるが、第２配管１５の先端開口１６を散気ノズル７より上方に配置することで、担体４は、散気ノズル７から排出される空気により上昇させられることとなる。このため、処理槽３の底面に担体４が溜まることが十分に防止される。
【００２３】
また、第２配管１５の先端開口１６は上向きであることが好ましい。この場合、散気ノズル７から排出される空気が第２配管１５の先端開口１６を経て侵入することを防止できるため、担体４の循環流動が妨げられなくなり、担体４を円滑に循環流動させることができる。
【００２４】
次に、排水処理装置１における排水処理方法について説明する。
【００２５】
先ず原水導入配管５から処理槽３に原水を被処理排水として導入し、ブロワを作動する。すると、ブロワから散気管６、散気ノズル７を経て被処理排水２に空気が供給され、これにより曝気が行われる。このとき、空気の上昇エネルギーにより被処理排水２の上昇流が形成される。そして、処理排水及び担体４は、処理槽３の排水排出口８から第１配管１２を経て液体サイクロン９の外筒部１０ａに流入する。ここで、第１配管１２を流れる処理排水の流速が０．０５〜１．０ｍ／ｓとなるように散気管６に空気を導入することが好ましい。流速が０．０５ｍ／ｓ未満では、循環流の速度も小さくなり、担体４の濃度が液体サイクロン９に偏ってしまう傾向があるからであり、流速が１．０ｍ／ｓを超えると、担体４が摩耗しやすくなる傾向があるからである。
【００２６】
液体サイクロン９の外筒部１０ａに流入した処理排水及び担体４は、内筒部１０ｂの周りを回転し、担体４はその遠心力により外筒部１０ａの内壁に集められる。こうして液体サイクロン９で担体４が分離され、分離された担体４は、円錐部１１、担体排出口１４を経て液体サイクロン９から排出され、第２配管１５を経て処理槽３の下部に流入する。こうして処理槽３と液体サイクロン９との間に循環流が形成される。このため、処理排水を液体サイクロン９に流入させるべく液体サイクロン９の後段に沈殿槽を設ける必要がない。また、液体サイクロン９から処理槽３に担体４を戻すのに別途動力を必要としない。従って、排水処理装置１を小型化できると共に、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００２７】
次に、本発明の第１参考形態の排水処理装置について図２を参照して説明する。なお、図２において、図１と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２８】
図２は、本発明の第１参考形態の排水処理装置を概略的に示す断面図である。図２に示すように、本参考形態の排水処理装置２１は、先ず処理槽３の内部を第１室２２と第２室２３とに仕切る仕切部材２４を有し、第１室２２の下部に散気管６を有し、第２室２３に液体サイクロン９を収容する点で第１実施形態の排水処理装置１と相違する。
【００２９】
また、排水処理装置２１は、仕切部材２４がその上部に排水排出口８を有し、仕切部材２４が第１室２２の下部と第２室２３の下部とを連通させる開口２５を有する点でも排水処理装置１と相違する。
【００３０】
従って、排水処理装置２１において、原水導入配管５から処理槽３に原水を被処理排水として導入し、ブロワを作動すると、ブロワから散気管６、散気ノズル７を経て第１室２２内の被処理排水２に空気が供給され、これにより曝気が行われる。このとき、空気の上昇エネルギーにより被処理排水２の上昇流が形成される。そして、処理排水及び担体４は、仕切部材２４の排水排出口８から配管２６を経て液体サイクロン９の外筒部１０ａに流入し、液体サイクロン９で担体４が分離され、分離された担体４は、円錐部１１、担体排出口１４を経て液体サイクロン９から排出され、第２室２３の下部から仕切部材２４の開口２５を通って第１室２２の下部に流入する。こうして第１室２２と液体サイクロン９との間に循環流が形成される。このため、処理排水を液体サイクロン９に流入させるべく液体サイクロン９の後段に沈殿槽を設ける必要がない。また、液体サイクロン９から第１室２２に担体４を戻すのに別途動力を必要としない。従って、排水処理装置２１を小型化できると共に、ランニングコストを大幅に低減することができる。なお、配管２６を流れる流速が０．０５〜１．０ｍ／ｓとなるよう散気管６に空気を導入するのは、第１実施形態の場合と同じである。
【００３１】
また、第１室２２と第２室２３との間には仕切部材２４が設けられている。このため、仕切部材２４に開口２５が形成されていても、散気ノズル７から排出される空気が開口２５を通して第２室２３に侵入することが十分に防止される。従って、空気により担体４の流れが妨げられず、担体４が円滑に循環流動することとなる。
【００３２】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。
【００３３】
また、上記第１実施形態では、ブロワにより処理槽３に空気を導入して排水の好気処理を行っているが、空気に代えて窒素を導入し、排水の嫌気処理を行うようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の第１実施形態の排水処理装置によれば、被処理排水を曝気することにより処理槽と液体サイクロンとの間に循環流が形成されるため、液体サイクロンの後段に、液体サイクロンに処理排水を流水させるための沈殿槽を設ける必要がなく、また、担体を処理槽に戻すのに別途動力を必要としない。このため、排水処理装置を小型化でき且つランニングコストを十分に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排水処理装置に係る一実施形態を概略的に示す断面図である。
【図２】  本発明の参考形態の排水処理装置を概略的に示す断面図である。
【図３】従来の排水処理装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１，２１…排水処理装置、２…被処理排水、３…処理槽、４…担体、６…散気管（曝気手段）、７…散気ノズル（曝気手段）、８…排水排出口、９…液体サイクロン、１２…第１配管、１５…第２配管、１６…先端開口、２２…第１室、２３…第２室、２４…仕切部材、２５…開口。
【図１】
0004926349.tif 000002
【図２】
0004926349.tif 000003
【図３】
0004926349.tif 000004