(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触曝気槽内に充填された接触材表面に形成された生物性汚泥によって汚水の浄化を行うとともに、沈殿槽を経た消泡水が前記接触曝気槽に再度散水されるようにした汚水浄化槽において、前記接触曝気槽への消泡水経路上に加熱手段を設け、該加熱手段によって前記消泡水を加熱し、前記接触曝気槽内の汚水温度を上昇させるようにしたことを特徴とする汚水浄化槽。
【請求項２】
汚水が流入する沈殿分離槽と、該沈殿分離槽に連続する接触曝気槽内に充填された接触材表面に形成された生物性汚泥によって汚水の浄化を行い、浄化された汚水を中水として再利用するようにした汚水浄化槽において、前記中水の供給経路上に加熱手段を設け、該加熱手段によって前記中水を加熱し、該中水を前記沈澱分離槽内に排水して前記汚水の温度を上昇させるようにしたことを特徴とする汚水浄化槽。
【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係り、特に接触曝気方式により浄化を行い、冬期等の低温状態における微生物活動の低下による汚水浄化力の低下を防止するようにした汚水浄化槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
濾材または接触材の表面に形成された生物性汚泥を利用して汚水を浄化する、いわゆる生物膜法の一種として接触曝気法がある。接触曝気法では好気性処理を行うため、好気性生物（微生物）の活動する条件を整える必要がある。条件のうち、汚水浄化槽内を流れる汚水の水温は生物活動のための重要な因子である。たとえば冬期等に汚水浄化槽内の汚水水温が低下すると、接触材に付着し生物性汚泥を形成している微生物の活動が低下する。接触曝気槽内において微生物の活動が低下すればＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）除去率は大幅に低下する。また、脱窒・硝化槽において水温が１３℃以下となるような状況では、栄養塩（窒素、リン）に対して十分な硝化脱窒性能が得られないことが確認されている。また、その他の汚濁項目であるＣＯＤ（化学的酸素要求量）、ＳＳ（浮遊物質）の除去においても汚水の水温が低下することにより浄化力が低下することが知られている。
【０００３】
そこで、従来は浄化槽を地中に埋設する際に設置位置を凍結深度より深くしたり、小型のＦＲＰ浄化槽等の場合には周囲に断熱層としてのコンクリート外槽を設け、このコンクリート外槽内に浄化槽を設けた２重構造にしたりして汚水温度の低下の防止を図っていた。
【０００４】
ところが、上述のような構造の浄化槽としても気温、地温が著しく低い場合には浄化槽内の汚水の水温が１３℃以下となることもある。構造が大がかりになって工費が増加する割には、浄化力の低下を確実にくい止められるほど十分な効果が得られない。水温低下の問題を解決するために、浄化槽内に加熱手段を設置することも考えられる。この加熱手段により槽内の汚水を直接加熱して水温を所定温度以上に保持しようというものである。例えば加熱プレート等を浄化槽内に収容し、この加熱プレートで接触曝気槽内の汚水を直接加熱し、回路上のサーモスタットによって加熱プレートの温度を制御し、汚水が所定の温度以下にならないようにすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、浄化槽内に収容された加熱プレートで直接汚水を加熱すると、汚水に含まれる浮遊物質が高温状態の加熱プレート等の表面にこげ付き、加熱機能が低下してしまう。また、プレートの表面が劣化してしまうため、耐久性の面からも問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、汚水を加熱するための媒体として空気または返送水を加熱し、この加熱媒体を介して汚水の温度を高めるようにした汚水浄化槽を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は接触曝気槽内に充填された接触材表面に形成された生物性汚泥によって汚水の浄化を行うとともに、沈殿槽を経た消泡水が前記接触曝気槽に再度散水されるようにした汚水浄化槽において、前記接触曝気槽への消泡水経路上に加熱手段を設け、該加熱手段によって前記消泡水を加熱し、前記接触曝気槽内の汚水温度を上昇させるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
他の発明として、汚水が流入する沈殿分離槽と、該沈殿分離槽に連続する接触曝気槽内に充填された接触材表面に形成された生物性汚泥によって汚水の浄化を行い、浄化された汚水を中水として再利用するようにした汚水浄化槽において、前記中水の供給経路上に加熱手段を設け、該加熱手段によって前記中水を加熱し、該中水を前記沈澱分離槽内に排水して前記汚水の温度を上昇させるようにしたことを特徴とする
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の汚水浄化槽の一実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
図１は、対象人員規模が５００名以上のし尿処理システムに本発明を適用した実施の態様の処理フローを示したシステム構成図である。図１に示したシステムは加熱手段を除いては公知の汚水処理手段から構成されている。以下、全体構成について説明し、さらに返送水の加熱手段について図２を参照して説明する。
【００１２】
図示しないスクリーンを経て汚水は流量調整槽２に流入する。流量調整槽２は汚水の流量変動を緩和して汚水がシステム内に一定の変動幅で流入するように調整する役割を果たす。汚水は図示しない複数のポンプ及び計量器を経て接触曝気槽４、５に送られる。
【００１３】
接触曝気槽は直列に区分された第１接触曝気槽４、第２接触曝気槽５の２槽から構成されている。接触曝気槽４、５内には接触材が充填され、濾床が形成されている。この濾床の接触材表面には生物性汚泥が付着し、生物膜が形成されている。曝気攪拌等により十分な溶存酸素が供給された汚水がこの接触曝気槽４、５内に流入する。流入汚水は循環され、生物膜と繰り返し接触して浄化される。なお、第１接触曝気槽４、第２接触曝気槽５を直列区分したのは、短絡の防止と各槽の機能の相互補償作用によるシステムの安定性の保持のためである。また、接触材の充填率は槽規模にもよるが、各槽の有効容量に対して最低５５％程度である。また、接触材には公知の形状、材質のものが各種使用できる。
【００１４】
各接触曝気槽内に収容される散気装置には所定の酸素供給能力が得られる装置を選定することが好ましい。本実施の形態では、、ブロアー室１から２系統の散気経路１４Ａ、１４Ｂが設けられている。流量調整槽２は１系統の独立した経路１４Ａにより直接送気される。さらに別系統の第１接触曝気槽４、第２接触曝気槽５、沈澱槽６に空気を供給する散気管経路１４Ｂが設けられている。
【００１５】
沈澱槽６では接触曝気槽４、５内の濾床部分から自然剥離した生物性汚泥によるＳＳ（浮遊物質）を沈降分離させ、越流せきを経てきれいな上澄み水を得る。また、槽底に沈澱した汚泥はエアリフトポンプ１１により汚泥濃縮槽９に移送される。汚泥と脱離液とに分離され、汚泥はエアリフトポンプ（図示せず）により汚泥貯留槽１０へ移送され、汚泥が混入している脱離液は返送水経路１２を経て流量調整槽２に返送され再度処理過程を経る。汚泥貯留槽１０に貯留された汚泥はバキューム等により搬出される。
一方、沈澱槽６から得られた上澄み水は、本実施の形態においてはさらに散水濾床槽７で３次処理が施され、放流槽８を経て河川等に放流される。
【００１６】
上澄み水の一部は消泡ポンプ槽３に送られ、消泡水経路１３を経て流量調整槽２、第１接触曝気槽４、第２接触曝気槽５の水槽上方から水面に散水され、各槽における消泡機能を果たす。
【００１７】
次に、流量調整槽２に返送される水を加熱する加熱手段について図１を参照して説明する。上述したように図１に示したシステム構成には消泡水経路１３が設けられているが、さらに第１接触曝気槽４、第２接触曝気槽５に供給される処理水の水温を高めるため返送水経路１６が設けられている。さらにこの経路中には加熱槽１５が設けられている。加熱槽１５は散水ろ床槽７を通過した段階の処理水が流入する。槽内には取り出し可能なパネルヒーター（図示せず）が設置されている。このパネルヒーターは抵抗発熱型の電熱ヒーターで、本実施の形態では、平面形状が９００×５００（ｍｍ）の薄板形状からなり、槽内に貯留している返送水内に浸漬されている。本実施の形態では、過熱防止のためにパネルヒーターの上限温度が１２０゜に設定されたリミッタが設けられている。加熱水温は管部材の保護のために７０゜を上限として管理されている。この加熱槽１５で温められた返送水は返送水経路１６を経て流量調整槽２に返送される。これにより、流量調整槽２内に流入する汚水の温度を適正温度まで高めることができる。
【００１８】
次に、消泡水経路１３経路上に設けれる加熱装置の構成について図２を参照して説明する。加熱装置２１の本体は図２に示したような筒状の管体からなる。カバーに覆われた管体４０の前後端にはそれぞれソケット４２、４３を介して汚水返送管４４、４５が接続されている。また、入口側のソケット４２から管体４０内に流入した汚水は管体４０内に設置されているヒーター４８により加熱されながら出口側のソケット４３から排出される。この間に汚水は所定温度まで高められるようにヒーター温度が制御できるようになっている。管体４０内の汚水の水温を測定する温度計（図示せず）はソケット４９から挿入できるようになっている。また、内部の清掃のためにドレインソケット５０、エア抜きソケット５１も設けられている。
【００１９】
ヒーター温度の調整にはサーモスタット５２が使用されており、本実施の形態では３０℃〜１２０℃の範囲の温度調整が可能である。なお、本実施の形態に示した返送水経路１２、１３は耐熱ＶＰ管からなる。このため、管の耐熱温度を考慮して加熱後の汚水の水温は７０℃に設定している。槽内に供給される加熱された汚水の温度は、槽規模や汚水の槽内の循環作用を考慮して得られる槽内の設定温度となるように設定する。
【００２０】
さらに、散気管経路１４Ａ、１４Ｂ上にはそれぞれ空気加熱装置２０が設けられている。これら空気加熱装置２０はブロアー１から送気された空気を所定温度まで加熱する公知の加熱機構からなる。加熱された高温空気は散気管を介して各槽内に供給され、槽内汚水との接触熱交換により汚水温度が高められる。
【００２１】
次に、他の実施の形態として、浄化水を再度、汚水処理に利用するようにした循環式トイレを例に図３を参照して説明する。
図３は、処理対象人員規模が５００名以下の公衆トイレに本発明を適用した実施の態様の処理フローを示したシステム構成図である。図３に示した処理フローのシステムは加熱手段を除いては公知の分離接触曝気方式の汚水処理手段から構成されている。以下、全体構成について説明する。
【００２２】
便器３０から排水された汚水は第１沈澱分離槽３２に流入する。この第１沈澱分離槽３２では比較的容易に沈澱分離しやすい汚水中の浮遊物を分離し、汚水と分離されたスカム、沈澱汚泥が第１接触曝気槽３４、第２接触曝気槽３５に流入しないようになっている。第１接触曝気槽３４、第２接触曝気槽３５では図１を例に説明したのと同様に、接触材に形成された生物膜と汚水との接触により汚水の浄化が果たされる。さらに、沈澱槽３６を経て得られた浄化水は散水濾過槽３７で透明度が高められる。透明度が高められた処理水はトイレの洗浄用中水として再利用される。処理水は中水槽１７から中水供給経路１９上のポンプ１８によって還流用タンク３８に送られ貯留され、その後各便器３０のロータンク３１に洗浄用中水として供給される。
本実施の形態では、この中水槽１７から第１沈澱分離槽３２、第１接触曝気槽３４にかけて返送水経路１６が設けられている。そして経路上には前述した加熱槽１５が設けられている。これにより第１沈澱分離槽３２、第１接触曝気槽３４に温められた返送水を供給することができる。
【００２３】
第１接触曝気槽３４、第２接触曝気槽３５に送気される空気はブロアー３９から送気されるが、散気管経路１４上には空気加熱装置２０が設けられている。また浄化水の一部は消泡水として消泡水供給経路１３を経由して第１接触曝気槽３４、第２接触曝気槽３５に散水されるが、この消泡水を所定温度に加熱するために加熱装置２１が設けられている。このように第１接触曝気槽３４、第２接触曝気槽３５内に散気管を介して送気される空気の温度と、消泡水の水温とを上昇させることにより汚水の温度を一定レベル以上に保持することができる。これにより、生物性汚泥の生物活動を十分増進させることができる。
【００２４】
図４、図５は上述した放流方式、循環方式のシステム構成の変形例を示したシステム構成図である。
図４には沈澱分離槽を備え、散水ろ床槽を備えない放流方式し尿処理システムの構成が示されている。このシステムの場合には加熱槽１５による返送水経路１６と消泡水経路１３上の加熱手段により沈澱分離槽、各接触曝気槽内の水温上昇を図っている。
図５は加熱槽を設けずに中水槽１７内にパネルヒーター（図示せず）を浸漬して中水槽内の洗浄用中水の水温を高めるようにした変形例を示している。この例では中水槽１７内にはいわゆる投込みヒーターとして上述したようなパネルヒーターを設置し、洗浄用中水の温度を直接温めるようにしている。これにより元来コンパクトであった循環式トイレの処理システムを拡張せずに対応することができる。このように加熱槽を設けずに対応する場合には返送水を貯留するポンプ槽に上述の投込みヒーターを設置することで同様の効果を期待できる。
【００２５】
なお、以上の各実施態様の説明では、汚水を加熱するための１次側媒体として空気、返送水、消泡水をそれぞれすべて加熱する構成が示されているが、槽の規模によってはいずれかの媒体のみを加熱するようにしてもよいし、各媒体の加熱比率を制御するようにして汚水の適正温度を設定するようにしてもよい。
また、加熱装置として電熱ヒーターを使用した例を示したが、エネルギー源としてガス、石油等の燃料を使用した装置でもよいことは言うまでもない。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、冬期等に特に生物活動が低下しそうな場合のみに１次側媒体としての返送水、中水を加熱することで間接的に汚水の温度を高め、生物活動の活性化を図り、浄化力を確実に確保することができるという効果を奏する。また本装置は経済的である上、その耐久性を損なうことがないという効果を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による汚水浄化槽の一実施の態様による処理フローを示したシステム構成図。
【図２】図１に示した加熱装置の一実施の態様を示した部分断面図。
【図３】本発明による汚水浄化槽の他の実施の態様による処理フローを示したシステム構成図。
【図４】本発明による汚水浄化槽の実施の態様の変形例を示したシステム構成図。
【図５】本発明による汚水浄化槽の実施の態様の変形例を示したシステム構成図。
【符号の説明】
１，３９  ブロアー
３  消泡ポンプ槽
４，５，３４，３５  接触曝気槽
６，３６  沈澱槽
１２  脱離水供給経路
１３  消泡水経路
１５  加熱槽
１６，１９  返送水経路
１４、１４Ａ，１４Ｂ  散気管経路
２０  空気加熱装置
２１  加熱装置
【図１】
0003768314.tif 000002
【図２】
0003768314.tif 000003
【図３】
0003768314.tif 000004
【図４】
0003768314.tif 000005
【図５】
0003768314.tif 000006