(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水が流入し嫌気性処理を行なう脱窒槽と、好気性処理を行なう硝化槽と、前記脱窒槽内の活性汚泥混合液を硝化槽へ移送する移送系と、前記硝化槽内の活性汚泥混合液の一部を脱窒槽へ返送する返送系と、前記移送系あるいは返送系に介在させて活性汚泥混合液より沈降する活性汚泥を貯留する汚泥貯留槽と、前記移送系あるいは返送系に前記汚泥貯留槽をバイパスする経路を設けた排水処理装置において、前記バイパスする経路を経由する経路と前記汚泥貯留槽を経由する経路とを切り替える手段を設けたことを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
活性汚泥混合液の汚泥濃度のセンサが硝化槽または脱窒槽に設けられ、該センサから検出される濃度により、バイパス経路から汚泥貯留槽を経由する経路に活性汚泥混合液の経路を切り替える制御装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の排水処理装置。
【請求項３】
原水が流入し嫌気性処理を行なう脱窒槽と、好気性処理を行なう硝化槽と、前記脱窒槽内の活性汚泥混合液を硝化槽へ移送する移送系と、前記硝化槽内の活性汚泥混合液の一部を脱窒槽へ返送する返送系と、前記移送系あるいは返送系に介在させて活性汚泥混合液より沈降する活性汚泥を貯留する汚泥貯留槽と、前記移送系あるいは返送系に前記汚泥貯留槽をバイパスする経路を設けた排水処理装置において、汚泥貯留槽を経由する系の流量を活性汚泥混合液の汚泥濃度に比例させ、前記バイパスを経由する系の流量を活性汚泥混合液の汚泥濃度に反比例させて、両系を並列作動させることを特徴とする排水処理装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は排水処理装置の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の排水処理装置として、脱窒槽内で嫌気条件下に脱窒処理した活性汚泥混合液を硝化槽へ移送し、硝化槽内で好気条件下に硝化処理し、硝化槽内の活性汚泥混合液の一部を脱窒槽へ返送すると共に活性汚泥混合液を濾過して処理水槽へ導き、処理の上前記濾過水を適宜外部へ排出するようにした排水処理装置が知られている。
【０００３】
このような排水処理装置における活性汚泥混合液の活性汚泥濃度には適正な範囲があり、この汚泥濃度が低いと硝化処理速度が遅く、また高濃度では分解のための酸素量が不足し硝化処理速度が却って低下する。
【０００４】
一方、活性汚泥濃度は原水に含まれる有機物のため次第に増大し、やがては汚泥濃度が適正範囲を越えることとなる。
このため大型の排水処理装置では、発生する余剰汚泥量を予想して汚泥抜き量を予め設定し、設定量の汚泥を常時または定期的に硝化槽から引き抜くことにより活性汚泥濃度をほぼ一定に維持するようにしている。
【０００５】
しかし、浄化槽などの小型の排水処理装置では、発生する余剰汚泥量が少なくかつ一定しないため、余剰汚泥が蓄積した時点で随時引き抜くことによらざるを得ず、このため複数の排水処理装置を管理する場合、各排水処理装置の汚泥引き抜き時が異なってしまい、管理が容易でない問題があった。
【０００６】
そこで、浄化槽などの小型の排水処理装置の場合、活性汚泥混合液の循環経路内に汚泥貯留槽を介在させ、ここで活性汚泥の一部を沈殿堆積させ、汚泥濃度を自動的に調整すると共に沈殿により活性汚泥を濃縮し、混合液交じりの汚泥引き抜き量の低減化と引き抜き作業の効率化を図ることが提案されている（例えば特願平９−５５３５４号）。
【０００７】
この排水処理装置は、例えば図９に示したように脱窒槽１と汚泥貯留槽１０と膜分離装置２を設けた硝化槽３と処理水槽４とをこの順に配置した槽本体を形成し、原水６が供給される脱窒槽１の内部から硝化槽３の内部にわたって、移送ポンプ１２を介挿した移送管１３を設けて移送系とし、硝化槽３と汚泥貯留槽１０との隔壁１４の上部に越流口１４ａを設け、脱窒槽１と汚泥貯留槽１０との隔壁１１の上部に連通孔１１ａを設けることによって返送系とし、返送される活性汚泥混合液８の汚泥を汚泥貯留槽１０で沈殿させ余剰汚泥を除去するようにしたものである。
【０００８】
なお、図において２は膜分離装置を示し、上下が開口したケース２ａ内に膜エレメント２ｂを縦配置とし、散気管５からの気泡による上昇流によって攪拌される活性汚泥混合液８から例えば水頭差によって処理液を濾過し、膜エレメント２ｂの濾過水流路に連通する濾過水導水管２ｃが処理水槽４内に開口されている。
【０００９】
また１５は排水管、１６は排水ポンプ、１７、１８は排泥管を示す。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記排水処理装置において、排水処理装置を新規に運転開始した場合、あるいは既存の小型排水処理装置に汚泥貯留槽１０を設け運転再開したような場合は、汚泥貯留槽１０の汚泥貯留効果が強すぎ、汚泥濃度の経時的変化を示す図２のグラフに点線で示すように適正濃度に初期設定した汚泥濃度が低下し、その後濃度が適正値に戻るまで一定以上の期間を要し、その間の浄化処理に支障を来す場合があるといった問題があった。
【００１１】
また、汚泥発生量は、汚水量や汚水濃度、季節あるいは処理施設運転条件によって変化するので、汚泥貯留槽の能力より余剰汚泥発生量が下まわれば、前述のような活性汚泥適正濃度が低下してしまう事態が運転中でも生じ得、また逆に余剰汚泥発生量が上まわれば、図２の太線鎖線で示すグラフのように３ヶ月〜１ヶ月の範囲で不定期に汚泥引き抜きを実施しなければならなくなる問題があった。
【００１２】
この発明は上記問題点を解消し、汚泥貯留槽を設けた排水処理装置において、余剰汚泥の発生量を調整し、管理の容易化を図ることを課題としたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、請求項１の排水処理装置は、原水が流入し嫌気性処理を行なう脱窒槽と、好気性処理を行なう硝化槽と、前記脱窒槽内の活性汚泥混合液を硝化槽へ移送する移送系と、前記硝化槽内の活性汚泥混合液の一部を脱窒槽へ返送する返送系と、前記移送系あるいは返送系に介在させて活性汚泥混合液より沈降する活性汚泥を貯留する汚泥貯留槽と、前記移送系あるいは返送系に前記汚泥貯留槽をバイパスする経路を設けた排水処理装置において、前記バイパスする経路を経由する経路と前記汚泥貯留槽を経由する経路とを切り替える手段を設けたものである。
【００１４】
上記請求項１の構成によれば、活性汚泥濃度が低い段階では、汚泥貯留槽をバイパスさせて活性汚泥混合液を移送または返送できるので、活性汚泥濃度の低下が防げ、適正な汚泥濃度の維持ができる。
【００１５】
請求項２の排水処理装置は、上記排水処理装置において、活性汚泥混合液の汚泥濃度のセンサが硝化槽または脱窒槽に設けられ、該センサから検出される濃度により、バイパス経路から汚泥貯留槽を経由する経路に活性汚泥混合液の経路を切り替える制御装置を設けたものである。
【００１６】
この構成によれば、活性汚泥濃度の上昇に伴って汚泥貯留槽を経由する経路に自動的に切り替えることができる。請求項３の排水処理装置の運転方法は、原水が流入し嫌気性処理を行なう脱窒槽と、好気性処理を行なう硝化槽と、前記脱窒槽内の活性汚泥混合液を硝化槽へ移送する移送系と、前記硝化槽内の活性汚泥混合液の一部を脱窒槽へ返送する返送系と、前記移送系あるいは返送系に介在させて活性汚泥混合液より沈降する活性汚泥を貯留する汚泥貯留槽と、前記移送系あるいは返送系に前記汚泥貯留槽をバイパスする経路を設けた排水処理装置において、汚泥貯留槽を経由する系の流量を活性汚泥混合液の汚泥濃度に比例させ、前記バイパスを経由する系の流量を活性汚泥混合液の汚泥濃度に反比例させて、両系を並列作動させるものである。
【００１７】
この構成により、活性汚泥の貯留と非貯留の経路を組み合わせて調整でき、よりフレキシブルな余剰汚泥の除去処理が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次にこの発明の実施の形態を具体的に説明する。
実施の形態１
図１はこの発明の実施の形態１の排水処理装置を実施する排水処理装置の断面図を示す。
【００１９】
なお、図１に示す排水処理装置において従来と同じ部分は図７と同一符号を付すことによって説明を省略する。
この実施の形態１の排水処理装置が従来の排水処理装置と異なるのは、図１において、汚泥貯留槽１０をバイパスする返送管２０を設けた点である。
【００２０】
詳細には、原水６が供給される脱窒槽１と汚泥貯留槽１０と膜分離装置２を設けた硝化槽３と処理水槽４とをこの順に配置した槽本体を形成し、脱窒槽１の内部から硝化槽３の内部にわたって、移送ポンプ１２を介挿した移送管１３を設けて移送系とし、硝化槽３と汚泥貯留槽１０との隔壁１４の上部に越流口１４ａを設け、脱窒槽１と汚泥貯留槽１０との隔壁１１の上部に連通孔１１ａを設けることによって返送系とし、返送される活性汚泥混合液８の汚泥を汚泥貯留槽１０で沈殿させ余剰汚泥を除去するようにした排水処理装置において汚泥貯留槽１０をバイパスする返送管２０を設けて構成されている。
【００２１】
２１は返送ポンプを示し、硝化槽３の下限水位以下に設けられており、活性汚泥混合液８を返送管２０を介し脱窒槽１へ返送するものである。
また、図中１４ｂは越流口１４ａの開閉弁、２１ａは返送ポンプ２１の電源スイッチを示す。
【００２２】
次に、上記排水処理装置の運転方法を説明する。
一般に家庭用汚水浄化槽などの排水処理装置の使用開始時は必要な活性汚泥が外部から供給される。
【００２３】
その時の活性汚泥濃度はその後余剰汚泥発生量を見込むので最小限の適正活性汚泥濃度とされ、具体的には図２に示すように大体５０００mg／Ｌとされる。
そして、この状態の時は、開閉弁１４ｂを閉じ、返送ポンプ２１を駆動しバイパス返送管２０より活性汚泥混合液８を返送する。
【００２４】
従って、活性汚泥は貯留槽１０で沈殿除去されることなく脱窒槽１と硝化槽３を循環し、活性汚泥量が急激に減少してしまうのが防止される。
そして、図２に実線で示すように徐々に余剰汚泥が発生し、汚泥濃度が一定値ｍ以上になれば返送ポンプ２１を停止し、開閉弁１４ｂを開き、活性汚泥混合液８の返送経路を汚泥貯留槽１０経由に切り替える。
【００２５】
この返送経路により、余剰の活性汚泥は汚泥貯留槽１０に沈殿除去され、活性汚泥混合液８の濃度の適正化が図れる。
余剰汚泥は排水処理が継続される限り発生し増加するため、汚泥貯留槽１０で沈殿除去していても図２に実線で示すように汚泥濃度は次第に上昇していく。
【００２６】
従って、図２の右方に示すように上限値（図示例の場合１５０００mg／Ｌ）に達すれば汚泥貯留槽１０に沈殿した余剰の貯留汚泥を排出管１７から引き抜き汚泥濃度を初期状態に戻す。
【００２７】
このとき、汚泥貯留槽１０では沈殿した汚泥が、槽底に濃縮された状態となっているので、汚泥引き抜きも効率良く行なえる。
以上説明したように、実施の形態１の排水処理装置によれば、硝化槽３の活性汚泥混合液の汚泥濃度が低い場合、バイパス経路により返送できるので適正範囲を下回る汚泥濃度の低下が防止できるとともに、汚泥貯留槽を経由した返送に切り替えれば余剰汚泥が有効に除去されるため、長期間にわたり汚泥濃度の適正値が維持できる。
【００２８】
従って、図２に点線で示したような初期状態における急激な活性汚泥濃度の減少や、二点鎖線で示すような短期間に汚泥引き抜きをしなければならない面倒さが無くなり、従来に比べメンテナンスの期間が十分に長く出来、具体的には従来では３ヶ月程度のインターバルで余剰汚泥の引き抜きを行なっていたのが、６ヶ月以上のインターバルとすることができ、メンテナンスの労力を従来の半分以下にすることができる。
実施の形態２
図４は実施の形態２の排水処理装置の断面図を示し、図１と同一符号は実施の形態１と同一または相当する部材を示す。
【００２９】
図４において、２２は濁りセンサ、ＭＬＳＳ計、ＤＯ計等の濃度測定器を示し、硝化槽３内の活性汚泥混合液８の下限水位以下に設けられている。１４ｃは開閉が遠隔操作可能な制御弁を示し、濃度測定器２２からの情報により制御装置２３を介して開閉制御される。
【００３０】
また、制御装置２３は返送ポンプ２１のスイッチ２１ａのオンオフも制御可能とされている。
この実施の形態２の排水処理装置は、濃度測定器２２により活性汚泥混合液８の汚泥濃度が測定され、この濃度が一定値以下の場合は、制御装置２３により開閉弁１４ｃが閉じられ、スイッチ２１ａがオンとされる。従って、汚泥濃度が低いと、あるいは低下してくると自動的に返送経路がバイパス管２０に切り替えられ、濃度が一定以上となれば返送経路が汚泥貯留槽１０経由に切り替えられる。
【００３１】
従って、この実施の形態２の排水処理装置によれば、余剰汚泥の管理が自動的に行なえ、排水処理装置の運転管理が非常に容易となる。
上記実施の形態１、２として、移送系を脱窒槽１から硝化槽３へ、また返送系を硝化槽３から汚泥貯留槽１０を経由して脱窒槽１へ返送する場合を示したが、図５に示すように移送系を脱窒槽１から汚泥貯留槽１０、移送ポンプ１２、移送管１３を経て硝化槽３とし、返送系を硝化槽３から脱窒槽１へとした場合についても同様に実施できる。
【００３２】
この場合は、バイパス経路２０は脱窒槽１から硝化槽３へと設けられ、移流ポンプ１２および移流管１３が汚泥貯留槽１０内に設けられる点、越流口１４aが脱窒槽１へ連通されている点が異なるだけで、他の構成は上述と同じであるので同一符号を示し詳細な説明は省略する。
【００３３】
また、越流口１４ａの開閉手段は、開閉弁１４ｂの他、開閉シャッターなど実質的に流量を調整できるものであれば良い。
実施の形態３
図３はこの発明の実施の形態３の排水処理装置の運転方法の運転タイムチャートを示すグラフである。
【００３４】
この実施の形態３では、図１または図４に示した汚泥貯留槽１０を経由する返送系を構成する開閉弁１４ｂが全閉から全開までの間が多段に変更可能とされ、またバイパス返送管２０を経由する返送系を構成する返送ポンプ２１の返送量も多段に変更可能とされている。
【００３５】
上記開閉弁１４ｂの開度調節は、電磁弁や駆動モータ（図示せず）などにより行なわれ、返送ポンプ２１の返送量調節は、ポンプ２１の駆動モータ（図示せず）の回転数制御などにより行なわれる。
【００３６】
そして、濃度測定器２２の検知情報により上記開閉弁１４ｂの開閉量、および返送ポンプ２１の返送量が制御回路２３により制御可能とされている。
なお、越流口１４ａの開閉手段は、開閉弁１４ｂの他、開閉シャッターなど実質的に流量を調整できるものであれば良い。
【００３７】
そして、この発明実施の形態３の排水処理装置の運転方法は、図３に示すように汚泥貯留槽１０を経由する系の流量が活性汚泥混合液８の汚泥濃度に比例し、前記バイパス返送管２０を経由する返送系の流量が活性汚泥混合液８の汚泥濃度に反比例するように両系を同時に並列作動させるのである。
【００３８】
即ち、図３に示すように活性汚泥濃度が低い場合は、バイパス返送管２０を経由する流量が多く、汚泥貯留槽１０を経由する流量が少なくされ、活性汚泥濃度が高くなるにつれ、前記流量の割合が逆関係となるようにされている。
【００３９】
なお、図５に示した実施の形態の場合は、汚泥貯留槽１０内の移送ポンプ１２の移送力が、バイパス経路２０のポンプ２１の移送力と反比例の関係とされ、これらは制御装置２３によりバイパス経路２０のポンプ２１と同時に制御されるようにされている。
【００４０】
従って、この実施の形態３の方法によれば、活性汚泥混合液の汚泥濃度が低いときは前記バイパス経路の流量が多く、同汚泥濃度が高いときは前記汚泥貯留槽１０を経由する流量が多くされるため、汚泥貯留槽１０での汚泥沈殿量がきめ細かく制御され、図２に実線で示したように長期間、適正汚泥濃度が維持される。
【００４１】
上記各実施の形態において汚泥貯留槽１０の形状は、図６〜図７に示したような汚泥貯留槽１０とすることができる。各図では簡便のために、連通孔１１ａ、越流口１４ａ、移送管１３のいずれかに相当するものとして、流入部２５、流出部２６を示した。
【００４２】
図６に示した汚泥貯溜槽１０では、流入部２５と流出部２６との下方に傾斜板２７，２８によって漏斗状の仕切壁２９を形成しており、この仕切壁２９により、活性汚泥３０を槽内底部へ案内するとともに、活性汚泥３０の浮上を防止している。
【００４３】
図７に示した汚泥貯溜槽１０では、槽上部に、横断面積が小さい筒状部３１を形成し、この筒状部３１に流入部２５と流出部２６とを設けており、この槽形状によれば、槽内滞留時間が比較的小さくなるとともに活性汚泥３０の浮上が防止される。
【００４４】
図８に示した汚泥貯留槽１０では、槽内に、下端と槽底面との間に間隙を有する仕切壁３２と、上端が越流堰をなす仕切壁３３とを交互に配置しており、この槽形状によれば、槽内滞留時問が比較的大きくなるとともに、活性汚泥混合液が仕切壁３２，３３間を上昇・下降する間に、活性汚泥３０と上澄水とに分離されやすい。
【００４５】
なお、上記した実施形態では、膜分離装置２を設置した排水処理装置を示したが、膜分離装置２を設置しない場合は、硝化槽３内上部の活性汚泥混合液８が処理水として処理水槽４へ流入し、ここで活性汚泥が沈降分離される。
【００４６】
図示を省略したが、通常は脱窒槽ｌの前段に、夾雑物の除去と流量調整とを行う原水槽を設けている。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の排水処理装置の運転方法によれば、小型の排水処理装置であっても余剰汚泥の沈殿除去が過不足なく効率的に行なえ、従来では短期間、不定期に行なっていた汚泥引き抜き作業が、長期間の間隔で可能となり、家庭用浄化槽などの排水処理装置の維持管理が非常に容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の方法を実施する排水処理装置の断面図である。
【図２】この発明の方法を実施した場合の活性汚泥濃度の変化を示すグラフである。
【図３】この発明の実施の形態２の運転方法の制御状態を示すグラフである。
【図４】この発明の実施の形態における排水処理装置の他の構成例を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態における排水処理装置の他の構成例を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態における汚泥貯留槽の他の構成例を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態における汚泥貯留槽のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態における汚泥貯留槽のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図９】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１  脱窒槽
２  膜分離装置
３  硝化槽
４  処理水槽
７  脱窒槽の活性汚泥混合液
８  硝化槽の活性汚泥混合液
１０  汚泥貯留槽
１１ａ  連通孔
１２  移送ポンプ
１３  移送管
１４  隔壁
１４ａ  越流口
１４ｂ  開閉弁
２０  バイパス返送管
２１  返送ポンプ
２１ａ  返送ポンプの電源スイッチ
２２  濃度測定器
【図１】
0003739203.tif 000002
【図２】
0003739203.tif 000003
【図３】
0003739203.tif 000004
【図４】
0003739203.tif 000005
【図５】
0003739203.tif 000006
【図６】
0003739203.tif 000007
【図７】
0003739203.tif 000008
【図８】
0003739203.tif 000009
【図９】
0003739203.tif 000010