(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曝気槽下部に向って開口した流入口と該流入口より上部に１０ｃｍ以上離れて形成されたオーバーフロー口との間によどみ部が設けられた縦型曝気槽と、曝気槽下部から空気を供給する散気装置と、曝気槽下部の取水口から取水した曝気槽内水を、曝気槽上部の流入口から曝気槽下方に向かって循環させ、空気の上昇流と向流接触せしめる循環ポンプとから構成されることを特徴とする好気性汚水処理装置。
【請求項２】
汚水の供給箇所が、上記取水口と上記流入口との間に位置することを特徴とする請求項１記載の好気性汚水処理装置。
【請求項３】
縦型曝気槽が、その上部に機械式消泡装置とオーバーフロー口の垂れ壁を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の好気性汚水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、畜産業や食品加工業などから排出される高濃度の有機性汚水の処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機性汚水の浄化処理には、活性汚泥を用いた方法が従来より用いられてきた。この方法は、有機性汚水に含まれる有機物の分解に寄与する有用微生物の集合体である活性汚泥を、活性汚泥中の有用微生物の活動に必要な酸素を供給するための曝気装置を備えた曝気槽内に蓄えておき、曝気槽内に汚水を添加して、活性汚泥中の有用微生物により汚水中の有機物を好気的（酸化）分解処理させるものである。被処理水はオーバーフローによって曝気槽外に排出され、沈降分離槽にて活性汚泥を沈降分離した上澄みを系外へ放流する。また、沈降分離された活性汚泥の一部は、曝気槽内の汚泥濃度を高める目的のため、曝気槽へと返送される。
【０００３】
通常、曝気槽は箱型又は円筒型の容器が用いられ、曝気装置にはブロアなどで加圧した空気を曝気槽底部に設けた多孔質のブロックやパイプからなる散気装置に導入して、小さな気泡を発生させる構造のものが多く用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
気泡が汚水中を上昇して水面に到達するまでの時間に気泡と汚水との気液接触によって汚水中に酸素が溶解するが、溶解する酸素量には限界がある。そのため、高濃度な汚水を多量に投入して高負荷状態とすると、活性汚泥中の有用微生物が汚水中の有機物を酸化分解するために必要とする酸素量が、汚水中に溶解した酸素量を上回り、曝気槽内は酸欠状態となってしまう。従って、汚水中に溶解する酸素量が、有機性汚水の浄化処理システムの能力を限定し、高負荷状態での運転を制限してしまう。そこで、汚水原水の濃度が高い場合には、予め水道水等を用いて希釈した後に曝気槽に添加する方法がよく用いられている。
【０００５】
更に、酸素の汚水中への溶解効率が悪ければ、多量の空気を曝気槽内に供給する必要があり、過剰な空気は大きな気泡となって活性汚泥を巻き上げ、活性汚泥が被処理水と共にオーバーフローして曝気槽外へ流出してしまう。活性汚泥のオーバーフローが大きくなると曝気槽中の活性汚泥濃度が小さくなることにより、処理性能の低下に繋がる。通常は沈降分離槽を設けて活性汚泥を沈降分離して曝気槽へ返送しているが、この場合、沈降分離槽の負荷が大きくなる。
【０００６】
また、有機性汚水中の有機物、酸素、活性汚泥の３者の混合・接触は、曝気による攪拌効果のみに頼っている形式のものがほとんどであり、十分な混合・接触が達成されているとは言い難く、局所的には酸素の行き届かない箇所も発生し曝気槽全体にわたって均一かつ有効な処理がなされているとは言い難い。
【０００７】
同時に、十分な混合がなされなければ、曝気槽内に添加された高濃度の汚水原水が希釈されずに存在するため、局所的な酸化分解の阻害が発生し、高濃度汚水への対応が制限されると同時に、この局所的に汚水原水濃度の高い部分が酸化分解されることなく曝気槽外へ流出する恐れもある。
【０００８】
本発明の目的は、高濃度の有機性汚水を高負荷状態で効率良く浄化処理するための好気性汚水処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる実情に鑑み、本発明者らは鋭意研究を行った結果、有機性汚水に微細な空気を混入させ、更に汚水と空気との接触効率を向上させることにより、高濃度有機性汚水を無希釈で浄化できることを見出し本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち上記課題を解決するため、本発明のうち、第１の発明の好気性汚水処理装置は、曝気槽下部に向って開口した流入口と該流入口より上部に１０ｃｍ以上離れて形成されたオーバーフロー口との間によどみ部が設けられた縦型曝気槽と、曝気槽下部から空気を供給する散気装置と、曝気槽下部の取水口から取水した曝気槽内水を、曝気槽上部の流入口から曝気槽下方に向かって循環させ、空気の上昇流と向流接触せしめる循環ポンプとから構成されることを特徴とする。第２の発明の好気性汚水処理装置は、第１の発明における汚水の供給箇所が、上記取水口と上記流入口との間に位置することを特徴とする。第３の発明の好気性汚水処理装置は、第１又は２の発明における縦型曝気槽が、その上部に機械式消泡装置とオーバーフロー口の垂れ壁を備えていることを特徴とする。
【００１１】
なお、本発明の処理対象となる有機性汚水として、畜産業や食品加工業から排出される２，０００ppm以上の高濃度汚水が挙げられているが、これに限定されるものではなく、２，０００ppm以下の有機性汚水に対しても使用することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
まず、第１の実施の形態を示す図１の装置は、円筒形状を有する縦型曝気槽１の下部に、曝気槽下部に向かって開口した取水口８を設けると共に、当該上部に、曝気槽下部に向かって開口した流入口９を設け、かつ取水口８と流入口９を循環ポンプ２で繋いで、曝気槽１内の処理汚水１３が曝気槽１の下方に向かって循環するように構成されているものである。また、当該取水口８のやや上方位には外部の曝気ブロア３と連通せしめて散気管４が設置され、該曝気ブロア３により、散気管４を通して曝気槽１内に供給された空気が、上記曝気槽１の下方に向かって循環する処理汚水１３と向流接触しながら曝気槽１を上昇するようになっている。この処理汚水１３と空気が向流接触することにより、ガスホールドアップも増加し、酸素が効率良く溶解される。
【００１３】
汚水受槽７の汚水原水１４は、汚水注入ポンプ５により、流入口９と取水口８の間に設置された汚水注入口１１より曝気槽１内に注入される。注入された汚水原水１４は、循環された処理汚水１３の下方流と空気の上昇流により効率良く攪拌されて、処理汚水１３中に混合・希釈される。
【００１４】
酸素を溶解し、かつ汚水原水１４を溶解した処理汚水１３は、取水口８から循環ポンプ２へ導かれたのち、再び流入口９より曝気槽１に循環されることを繰り返すことによって、好気的分解に必要な酸素を処理汚水１３中に効率良く供給すると同時に、処理汚水１３中の有機物、酸素、汚泥の３者の混合・接触が効率良く行われる。
【００１５】
また、汚水原水１４は、必ず一度は空気と接触することにより、十分な酸化分解処理がなされないまま曝気槽１外へ流出してしまうことを防ぐ。同時に、汚水原水１４は処理汚水１３中に均一に混合され希釈がなされるため、高濃度な汚水原水に対しても、予め希釈処理を行う必要がなくなる。
【００１６】
また、曝気槽１上部の流入口９とオーバーフロー口１０、すなわち処理汚水水面との間には１０cm以上の距離をもったよどみ部１６が設けてあり、このよどみ部１６において処理汚水１３中の活性汚泥は沈降・分離されて曝気槽１内に留り、被処理水１５のみが系外へ排出されるようになっている。これにより、後工程に沈降分離槽を設置したり、沈降分離した汚水を返送するための設備が省略、又は小型化できる。
【００１７】
因に、図１に示す装置を用いて酸素溶解速度を測定した結果は図２の通りであった。この結果から本発明装置を用いることにより、２０℃の清水に対して、最大５０kg−O2／m3・日の酸素溶解速度が得られ、また、そのときの酸素移動効率も１５％と良好な値が得られることが明らかである。
【００１８】
次に、第２の実施の形態を示す図３の装置は、図１に示すものと同じ構造の装置に、高濃度汚水処理においてしばしば問題となる泡２０の発生の対策のため、更に機械式消泡装置２１とオーバーフロー口１０の垂れ壁２２を設けたものである。
【００１９】
因に、この装置を用いて、生ゴミ処理場から発生する生ゴミ汚水（BOD 40,000ppm）を処理したところ、約２５kg−BOD／m3・日の容積負荷で、BOD ３，０００ppmまで浄化処理できた。その後、被処理水は水道水で希釈して下水道に放流した。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の好気性汚水処理装置によれば、酸素を有機性汚水中に効率良く溶解させ、汚水中の有機物、酸素、活性汚泥の３者の混合・接触ならびに添加された汚水原水の循環汚水中への混合・希釈を十分に達成することが可能であり、高濃度の有機性汚水の無希釈・高負荷処理が可能となる。同時に、被処理水と活性汚泥の分離を行うことにより、沈降分離槽や活性汚泥の返送設備の省略、小型化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明好気性汚水処理装置の第１の実施の形態を示す概略断面説明図。
【図２】図１に示す装置を用いた酸素溶解速度及び酸素移動効率の測定結果を示すグラフ。
【図３】本発明好気性汚水処理装置の第２の実施の形態を示す概略断面説明図。
【符号の説明】
１：曝気槽
２：循環ポンプ
３：曝気ブロア
４：散気管
５：汚水注入ポンプ
７：汚水受槽
８：取水口
９：流入口
10：オーバーフロー口
11：汚水注入口
13：処理汚水
14：汚水原水
15：被処理水
16：よどみ部
20：泡
21：機械式消泡装置
22：垂れ壁
【図１】
0003824782.tif 000002
【図２】
0003824782.tif 000003
【図３】
0003824782.tif 000004