(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
嫌気性ろ床と好気性ろ床とを一体構造とした排水処理装置であって、処理槽の下部に嫌気性ろ床部を、上部に好気性ろ床部をそれぞれ配置し、処理槽底部に原水流入部と沈殿汚泥抜取部とを設け、処理槽頂部に処理水排出部と洗浄排水排出部とを設けるとともに、前記嫌気性ろ床部と好気性ろ床部との間を区画板にて区画し、該区画板に集水ノズルを設け、前記区画板の上方に散気手段を、下方に洗浄水導入部と洗浄用空気導入部とをそれぞれ設けた排水処理装置であって、前記集水ノズルは、前記区画板を上下方向に貫通する管体部を有し、該管体部の区画板上面部に、区画板の上方に充填されているろ材が通過しない程度の開口が形成されているストレーナーを設け、区画板の下方の管体部に、上下方向のスリットを設けるととともに該スリットの上方に通孔を設け、該スリットと通孔とにより、前記好気性ろ床部のろ材を空気洗浄する際に各集水ノズルから噴出する空気量を均一にすることを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
前記原水流入部の前段に、加圧浮上分離装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水処理装置に関し、詳しくは、嫌気性ろ床の後段に好気性ろ床を組合わせた嫌気・好気ろ床法により排水処理を行う下排水処理施設に適した排水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、比較的小規模な下排水処理施設においても、富栄養化防止の上から、窒素，リンの除去を求められる場合が多くなってきている。従来から、小規模な下排水処理施設においては、維持管理が容易なことから、ろ床タイプの生物処理装置が多く用いられており、窒素，リンの除去が求められる場合には、嫌気・好気ろ床法が多く用いられている。
【０００３】
図３は、嫌気・好気ろ床法を実施するための従来の排水処理装置の一例を示すもので、嫌気性ろ床１の後段に好気性ろ床２を配置している。流入下水（原水）は、沈砂池設備のみ、あるいは、沈砂池設備と最初沈殿池と組合わせた前処理設備等を介して配管４から嫌気性ろ床１に流入する。この嫌気性ろ床１で嫌気処理された水は、配管５により好気性ろ床２に送られて好気処理され、配管６から処理水槽等に送られるとともに、この処理水の一部は、配管７により循環水（硝化液）として嫌気性ろ床１に戻される。なお、符号８は、好気性ろ床２内に空気（酸素）を導入するための散気装置である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の嫌気・好気ろ床法による排水処理装置は、嫌気性ろ床１と好気性ろ床２とを別々に設けていたため、小規模な下排水処理施設の場合には、小さな処理槽を多数設置することが必要となり、設置面積の増加や施工性の悪化、システムの複雑化等の問題が生じていた。
【０００５】
このため、嫌気性ろ床と好気性ろ床とを一つの処理槽内に積層することも提案されているが、この場合は、好気性ろ床の散気や洗浄に対する考慮が不十分で、実用性に難点があった。
【０００６】
そこで本発明は、嫌気性ろ床と好気性ろ床とを一つの処理槽に一体化させて設置面積の縮小等を図るとともに、好気性ろ床の散気や洗浄も十分に行うことができる排水処理装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の排水処理装置は、嫌気性ろ床と好気性ろ床とを一体構造とした排水処理装置であって、処理槽の下部に嫌気性ろ床部を、上部に好気性ろ床部をそれぞれ配置し、処理槽底部に原水流入部と沈殿汚泥抜取部とを設け、処理槽頂部に処理水排出部と洗浄排水排出部とを設けるとともに、前記嫌気性ろ床部と好気性ろ床部との間を区画板にて区画し、該区画板に集水ノズルを設け、前記区画板の上方に散気手段を、下方に洗浄水導入部と洗浄用空気導入部とをそれぞれ設けた排水処理装置であって、前記集水ノズルは、前記区画板を上下方向に貫通する管体部を有し、該管体部の区画板上面部に、区画板の上方に充填されているろ材が通過しない程度の開口が形成されているストレーナーを設け、区画板の下方の管体部に、上下方向のスリットを設けるととともに該スリットの上方に通孔を設け、該スリットと通孔とにより、前記好気性ろ床部のろ材を空気洗浄する際に各集水ノズルから噴出する空気量を均一にすることを特徴としている。さらに、本発明は、前記原水流入部の前段に加圧浮上分離装置を設けたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面を参照してさらに詳細に説明する。図１は、本発明の排水処理装置を用いた下排水処理施設の一例を示すもので、嫌気・好気ろ床法による排水処理装置１１の前段上流に加圧浮上分離装置１２を設置した例を示している。
【０００９】
排水処理装置１１は、処理槽１３の下部に嫌気性ろ床部１４を、上部に好気性ろ床部１５をそれぞれ配置したものであって、処理槽底部には、適当な容積を有する沈殿室１３ａが形成されるとともに、加圧浮上分離装置１２で処理された原水が流入する原水流入管１６と沈殿汚泥を抜取るための汚泥抜取管１７とが設けられており、処理槽頂部には、処理水を排出する処理水排出管１８と、トラフ１９を介して洗浄排水を排出する洗浄排水排出管２０とが設けられている。また、嫌気性ろ床部１４と好気性ろ床部１５との間は、集水ノズル２１を有する区画板２２により区画されており、該区画板２２の上部に設けられる支持層２３内には散気装置２４が設けられ、区画板２２の下方には、好気性ろ床部１５の洗浄時に洗浄水や空気を導入するための洗浄水導入管２５と洗浄用空気導入管２６とが設けられている。さらに、処理槽１３の頂部と底部との間には、硝化液を循環させるための循環配管２７が設けられている。
【００１０】
前記区画板２２に設けられている集水ノズル２１は、図２に示すように、区画板２２を上下方向に貫通する管体部２１ａと、該管体部２１ａの区画板上面部に設けられたストレーナー２１ｂと、区画板２２の下方の管体部２１ａの下端近傍に設けられた上下方向のスリット２１ｃと、該スリット２１ｃの上方に設けられた通孔２１ｄとを有するものであって、ストレーナー２１ｂには、区画板２２の上方に充填されているろ材が通過しない程度の開口が形成されている。この集水ノズル２１は、スリット２１ｃと通孔２１ｄとにより、ろ材を空気洗浄する際に各集水ノズル２１から噴出する空気量を均一にする機能を備えている。
【００１１】
すなわち、好気性ろ床部１５の空気洗浄において、洗浄用空気導入管２６から区画板２２の下方に流入した空気は、集水ノズル２１を通って区画板２２の上方に噴出する。このとき、空気の大部分は、集水ノズル２１の通孔２１ｄから管体部２１ａ内に流入し、残りの空気が、その圧力で区画板２２の下方の水面を押し下げ、水面の下降により開口した下部のスリット２１ｃから管体部２１ａ内に流入する。そして、水面の押し下げ量と、スリット２１ｃから管体部２１ａ内に流入する空気量とがバランスした状態となるので、各集水ノズル２１のレベルを揃えておくことにより、各集水ノズル２１から好気性ろ床部１５内に噴出する空気量を一定量にすることができ、均一な空気洗浄を行うことができる。また、僅かにレベル差があっても略均一な噴出量が得られ、さらに、一部にスリット２１ｃに達しないレベル差が生じた場合でも、上部の通孔２１ｄから流入する大部分の空気は、確実に集水ノズル２１から好気性ろ床部１５内に噴出するので、好気性ろ床部１５の全体を十分に空気洗浄することができる。
【００１２】
このように、一つの処理槽１３内に嫌気性ろ床部１４と好気性ろ床部１５とを一体的に設けることにより、排水処理装置１１における設置面積の縮小や施工性の改善、システムの簡略化等を図ることができる。また、好気性ろ床部の洗浄も効率よく行うことができ、発生する汚泥の処理も簡単に行うことができる。
【００１３】
また、前記加圧浮上分離装置１２は、周知のように、短時間の処理が可能であること、分離汚泥を高濃度で回収可能であること、原水の汚濁物質濃度の影響を受け難いことなどの特徴を有しているため、排水処理装置１１の前段に加圧浮上分離装置１２を設けることにより、嫌気性ろ床部１４への流入負荷を少なくでき、嫌気性ろ床部１４の容量を小さくできるとともに、嫌気性ろ床部１４の接触材の閉塞やスカムの発生を少なくできる。さらに、嫌気性ろ床部１４で安定した良好な処理を行えるので、好気性ろ床部１５における処理性も向上させることができる。
【００１４】
流入下水（原水）は、スクリーン２８を通って原水槽２９に流入した後、水中ポンプ３０により配管３１を介して加圧浮上分離装置１２に送られる。なお、必要に応じて原水槽２９に流量調節機能を付加することもできる。加圧浮上分離装置１２に送られる原水は、加圧浮上分離装置１２への流入部で配管３２から供給される加圧空気溶解水と混合され、原水中の懸濁成分は、加圧空気溶解水から発生する微細気泡に付着して見掛けの比重が小さくなり、加圧浮上分離装置１２の槽上部に浮上汚泥（フロス）として分離する。この浮上汚泥は、掻取機３３により掻取られて経路３４から汚泥貯留槽３５に送られ、加圧浮上分離装置１２の底部に沈殿した汚泥は、経路３６から汚泥貯留槽３５に送られる。このときの汚泥濃度は３〜５％であり、従来の汚泥濃縮槽における重力濃縮に比較して高濃度である。
【００１５】
また、嫌気性ろ床部１４及び好気性ろ床部１５から発生する汚泥についても、汚泥抜取管１７，洗浄排水排出管２０により原水槽２９に戻し、加圧浮上分離装置１２で再び処理することにより、汚泥発生箇所の一本化と高濃度化とを図ることができる。したがって、汚泥発生量がランニングコストに大きく影響する比較的小規模な下排水処理施設では、そのランニングコストを大幅に低減させることができる。
【００１６】
また、加圧浮上分離装置１２で処理された水の一部は、出口側で配管３７に抜取られてポンプ３８で加圧され、コンプレッサー３９から供給される圧縮空気と混合槽４０で混合した後、加圧空気溶解水として前記配管３２から原水に供給混合される。
【００１７】
このように加圧浮上分離装置１２で処理した水は、通常の沈殿処理に比べて懸濁成分の除去率が高いため、嫌気性ろ床部１４への流入負荷が少なくなり、その分、嫌気性ろ床部１４の容量を小さくすることが可能になる。また、浮上処理では、髪の毛、油分、スカム等の浮上し易い成分を、略完全に除去することができるため、嫌気性ろ床部１４での接触材の閉塞やスカムの発生が少なくなる。加えて、嫌気性ろ床部１４において安定した良好な処理が可能となることから、嫌気性ろ床部１４で処理された水が流入する好気性ろ床部１５での処理性も向上する。
【００１８】
このように加圧浮上分離装置１２で処理されて排水処理装置１１に流入する原水は、処理槽１３の底部で、循環配管２７から流入する硝化液と混合して嫌気性ろ床部１４内を上昇し、ここで所定の嫌気処理が行われる。嫌気処理された水は、区画板２２の集水ノズル２１を通過して好気性ろ床部１５内に上昇し、所定の好気処理が行われる。このとき、好気性ろ床部１５の下方に設置された散気装置２４からは、コンプレッサー４１から供給される空気が導入されている。排水処理装置１１で嫌気・好気処理された処理水は、処理水排出管１８から処理水槽４２に送られ、一部の処理水は、循環配管２７に抜出されてポンプ４３を介して槽底部に循環する。
【００１９】
好気性ろ床部１５のろ材の洗浄は、洗浄ブロワー４４から洗浄用空気導入管２６及び集水ノズル２１を介して好気性ろ床部１５内に空気を導入して空洗を行った後、処理水槽４２内の処理水の一部を洗浄水としてポンプ４５，洗浄水導入管２５を介して導入することにより行われる。この洗浄の際に発生する洗浄排水は、トラフ１９から洗浄排水排出管２０に流出し、原水槽２９に戻される。また、槽底部の汚泥抜取管１７から抜取られた汚泥も、洗浄排水と同様に原水槽２９に戻されて原水と混合し、再度加圧浮上分離装置１２に送られて浮上分離処理される。
【００２０】
このように、嫌気性ろ床部１４と好気性ろ床部１５とを一体化させた排水処理装置１１に加圧浮上分離装置１２を組合わせることにより、排水処理装置１１の効率向上や小型化が図れるとともに、汚泥の回収も効果的に行うことができる。
【００２１】
なお、本発明の排水処理装置は、処理槽底部に前述の沈殿室を設けることにより、ある程度の固液分離を行うことができるので、該排水処理装置前段の前記加圧浮上分離装置や通常の重力式沈殿池を省略することも可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の排水処理装置によれば、嫌気性ろ床と好気性ろ床とを一つの処理槽に一体化させているので、設置面積の縮小や施工性の改善、システムの簡略化等を図ることができる。また、好気性ろ床部の洗浄も効率よく行うことができ、排水処理効率を大幅に向上させることができる。さらに、前段に加圧浮上分離装置を組合わせることにより、嫌気性ろ床部の流入負荷を少なくでき、処理効率を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の排水処理装置を用いた下排水処理施設の一例を示す系統図である。
【図２】  集水ノズルの一例を示す一部断面正面図である。
【図３】  従来の排水処理装置の一例を示す系統図である。
【符号の説明】
１１…排水処理装置、１２…加圧浮上分離装置、１３…処理槽、１４…嫌気性ろ床部、１５…好気性ろ床部、１６…原水流入管、１７…汚泥抜取管、１８…処理水排出管、１９…トラフ、２０…洗浄排水排出管、２１…集水ノズル、２２…区画板、２３…支持層、２４…散気装置、２５…洗浄水導入管、２６…洗浄用空気導入管、２７…循環配管、２９…原水槽、３５…汚泥貯留槽、４０…混合槽、４２…処理水槽
【図１】
0003851385.tif 000002
【図２】
0003851385.tif 000003
【図３】
0003851385.tif 000004