JP2019126760A - 汚水処理システム、及び撹拌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 汚水処理システムの敷地面積を低減させる。【解決手段】 生物学的処理法で処理対象水を処理する汚水処理システム１は、前処理槽２と後処理槽３とからなる。前処理槽２は、最初沈殿池２１と、処理対象水に対して生物学的処理を実施する生物学的処理部５の前段としての嫌気区画５１及び第１無酸素区画５３とを備えている。後処理槽３は、最終沈殿池３２と、生物学的処理部５の後段として第２無酸素区画５５、曝気区画５７１、及び沈降区画５７２とを備えている。【選択図】 図１

Description

本発明は、生物学的処理法で汚水を処理する汚水処理システム及びそれに用いる撹拌装置に関するものである。

従来の標準的な汚水処理は、最初沈殿池にて汚泥の分離を行い、その後、反応槽にて、生物処理によってＢＯＤ、窒素、リン等を除去してフロックを生成し、その後、最終沈殿池にてさらに汚泥を分離して、処理後の水を放流する。すなわち、この汚水処理を行うシステムは、最初沈殿池、反応槽、及び最終沈殿池という３つの槽からなる。

最初沈殿池及び最終沈殿池（以下、両者を合わせて単に「沈殿池」ともいう。）の機能増強技術として、高速濾過法や傾斜板法等が提供されている。また、沈殿池は、重力沈降方式の場合には、固形物の分離に必要な水面積負荷の制約から広い敷地が必要となる。さらに、沈殿池では、スカムが発生し、浮上するので、通常は、その除去機構（例えば、パイプ式スカムスキマ、散水装置等）を備えている。

また、反応槽の機能増強技術として、通常の標準活性汚泥法に対して、機能を増強した高度処理法が用いられる。高度処理法には、嫌気無酸素好気法（Ａ２Ｏ法）、担体法、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ法）等がある。

特開平９−４７７８３号公報

しかしながら、従来の高度処理法による汚水処理では、生物処理のために、リン除去用の嫌気槽、窒素除去用の無酸素槽、及び／又は主にＢＯＤ除去用の好気槽を必要とし、嫌気槽及び無酸素槽には撹拌装置が必要であり、好気槽には曝気装置が必要となる。このため、複数の水槽躯体と敷地面積が必要になる。

また、上述のように、重力沈降方式の沈殿池の能力は、その水面積負荷に依存するため、十分な能力を確保しようとすると、大きな敷地面積と水槽躯体が必要になる。沈殿池の敷地面積を低減するために、高速濾過法や傾斜板法を採用すると、メンテナンスや動力に関わる費用がかかる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、水処理システムの敷地面積を低減させることを目的とする。

本発明の一態様の汚水処理システムは、生物学的処理法で処理対象水を処理する汚水処理システムであって、最初沈殿池と、処理対象水に対して生物学的処理を実施する生物学的処理部の前段とを備えた前処理槽と、前記生物学的処理部の後段と、最終沈殿池とを備えた後処理槽とを備えた構成を有している。

この構成により、生物学的処理部の前段が最初沈殿池とともに前処理槽に備えられ、生物学的処理部の後段が最終沈殿池とともに後処理槽に備えられるので、汚水処理システム全体の水槽躯体を小型化でき、必要な敷地面積を小さくできる。

前記生物学的処理部の前段は、嫌気区画及び第１無酸素区画を含んでいてよく、前記生物学的処理部の後段は、好気区画を含んでいてよい。

この構成により、生物学的処理として高度処理法であるＡ２Ｏ法による処理を行うことができる。

前記生物学的処理部の後段は、さらに第２無酸素区画を含んでいてよい。

この構成により、前処理槽の第１無酸素区画における滞留時間が不足する場合にも、後処理槽で十分な無酸素処理を行うことができる。

前記好気区画は、曝気を行う曝気区画と、汚泥を沈降させる沈降区画とからなっていてよい。

この構成により、沈降区画を設けたので、最終沈殿池における汚泥の沈降を補助できる。

前記嫌気区画は、底部に開口を有していてよく、前記嫌気区画の前記開口の下方には、前記最初沈殿池に汚泥を掻き寄せる第１掻寄機が備えられていてよい。

この構成により、嫌気区画においても汚泥を沈降させて回収することができるので、最初沈殿池のみで汚泥を沈降させる場合と比較して、最初沈殿池を小さく設計できる。

前記第１無酸素区画は、底部に開口を有していてよく、前記第１無酸素区画の前記開口の下方には、前記最初沈殿池に汚泥をかき寄せる第１掻寄機が備えられていてよい。

この構成により、第１無酸素区画においても汚泥を沈降させて回収することができるので、最初沈殿池のみで汚泥を沈降させる場合と比較して、最初沈殿池を小さく設計できる。

前記好気区画は、底部に開口を有していてよく、前記好気区画の開口の下方には、前記最終沈殿池に汚泥を掻き寄せる第２掻寄機が備えられていてよい。

この構成により、好気区画においても汚泥を沈降させて回収できるので、最終沈殿池のみで汚泥を沈降させる場合と比較して、最終沈殿池を小さく設計できる。

前記生物学的処理部の前段の下方には、前記生物学的処理部の前段から沈降する汚泥を前記最初沈殿池に掻き寄せる第１掻寄機が備えられていてよい。

この構成により、生物学的処理部の前段においても汚泥を沈降させて回収できるので、最初沈殿池のみで汚泥を沈降させる場合と比較して、最初沈殿池を小さく設計できる。

前記生物学的処理部の後段の下方には、前記生物学的処理部の後段から沈降する汚泥を前記最終沈殿池に掻き寄せる第２掻寄機が備えられていてよい。

この構成により、生物学的処理部の後段においても汚泥を沈降させて回収できるので、最終沈殿池のみで汚泥を沈降させる場合と比較して、最終沈殿池を小さく設計できる。

前記最終沈殿池の上部に、スカムを除去して処理対象水を排出する越流機構が備えられていてよい。

この構成により、スカムを除去して処理された水を排出することができる。

上記の汚水処理システムは、前記後処理槽から除去されたスカムを粉砕して前記最終沈殿池に沈殿した汚泥とともに前記前処理槽に返送する返送機構をさらに備えていてよい。

この構成により、前処理槽において放線菌の不活化等のスカム処理を行うことができる。

前記前処理槽の躯体と前記後処理槽の躯体とは、前記最初沈殿池と前記最終沈殿池とが対応する同じ形状を有していてよい。

この構成により、前処理槽の躯体と後処理槽の躯体とを同形状とすることができ、製造コストを抑えることができる。

前記前処理槽は、上流側に前記最初沈殿池を有していてよく、下流側に前記生物学的処理部の前段を有していてよく、前記生物学的処理部の前段の下方に、前記生物学的処理部の前段から沈殿した汚泥を前記最初沈殿池に掻き寄せる第１掻き寄せ部を有していてよく、前記後処理槽は、上流側に前記生物学的処理部の後段を有していてよく、下流側に前記最終沈殿池を有していてよく、前記生物学的処理部の後段の下方に、前記生物学的処理部の後段から沈殿した汚泥を前記最終沈殿池に掻き寄せる第２掻き寄せ部を有していてよく、前記前処理槽の下流から排出される汚水が前記後処理槽の上流に供給されてよい。

この構成により、全体として、前処理槽と後処理槽の２つの槽で、最初沈殿池、生物学的処理部、最終沈殿池の順で移行する汚水処理システムが構成される。

本発明の一態様の撹拌装置は、上記の汚水処理システムの前記生物学的処理部の前段又は上記の汚水処理システムの前記生物学的処理部の後段に用いられる撹拌装置であって、回転駆動装置と、前記回転駆動装置によって回転駆動する縦回転軸と、前記縦回転軸に支持された撹拌羽根とを備え、前記撹拌羽根は、前記縦回転軸と垂直な方向ないし前記縦回転軸と平行な上方向の流れを形成する撹拌作用部と、前記縦回転軸と平行な下方向の流れを形成する沈降作用部とを備えた構成を有している。

この構成により、生物学的処理部において、撹拌機能と汚泥の沈降機能とを実現できる。

前記撹拌羽根は、前記縦回転軸に対して傾斜する傾斜面を有していてよい。

この構成により、傾斜面では両面を有効に活用できる。

本発明によれば、生物学的処理部の前段が最初沈殿池とともに前処理槽に備えられ、生物学的処理部の後段が最終沈殿池とともに後処理槽に備えられるので、汚水処理システム全体の水槽躯体を小型化でき、必要な敷地面積を小さくできる。

図１は、本発明の実施の形態の汚水処理システムの全体構成を模式的に示す図である。 図２は、本発明の実施の形態の前処理槽の構成を模式的に示す図である。 図３は、本発明の実施の形態の撹拌装置の構成を模式的に示す図である。 図４（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌装置の概略形状の一例を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、本発明の実施の形態の撹拌装置の概略形状の一例を示す平面図であり、図４（ｃ）及び図４（ｄ）は、本発明の実施の形態の撹拌装置の撹拌羽根の傾きの一例を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態の後処理槽の構成を模式的に示す図である。 図６は、本発明の実施の形態の後処理槽のＡ−Ａ断面図である。 図７は、本発明の実施の形態の越流機構を模式的に示す図である。 図８は、本発明の実施の形態の越流機構を模式的に示す図である。 図９は、本発明の実施の形態の越流機構を模式的に示す平面図である。 図１０は、本発明の実施の形態の越流機構を模式的に示す平面図である。 図１１は、本発明の実施の形態の汚泥返送機構と越流機構との連結を概略的に示す図である。 図１２は、本発明の実施の形態の汚泥返送機構の詳細を概略的に示す図である。 図１３は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す図である。 図１４は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す図である。 図１５（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す正面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の例の平面図である。 図１６（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す平面図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の例の平面図である。 図１７は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す平面図である。 図１８（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す正面図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）の例の平面図である。 図１９（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す平面図であり、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）の例の平面図である。 図２０は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す平面図である。 図２１（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す正面図であり、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）の例の平面図である。 図２２（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す正面図であり、図２２（ｂ）は、図２２（ａ）の例の平面図である。 図２３は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す平面図である。 図２４（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す正面図であり、図２４（ｂ）は、図２４（ａ）の例の平面図である。 図２５（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す正面図であり、図２５（ｂ）は、図２５（ａ）の例の平面図である。 図２６は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す平面図である。 図２７（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す正面図であり、図２７（ｂ）は、図２７（ａ）の例の平面図である。 図２８（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す正面図であり、図２８（ｂ）は、図２８（ａ）の例の平面図である。 図２９は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す平面図である。 図３０は、回転方向に対して垂直な面を有する撹拌羽根の作用を説明する図である。 図３１は、回転方向に対して傾斜した面を有する撹拌羽根の作用を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態の汚水処理システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。

図１は、本発明の実施の形態の汚水処理システムの全体構成を模式的に示す図である。図１に示すように、汚水処理システム１は、前処理槽２と、後処理槽３と、汚泥返送機構４とを備えている。処理対象となる汚水は、前処理槽２の流入側（上流側）に導入されて、前処理槽２における処理を受けて前処理槽２の排出側（下流側）から、後処理槽３の流入側（上流側）に導入されて、後処理槽３の排出側（下流側）から排出されて放流される。以下では、前処理槽２及び後処理槽３で処理される汚水を「処理対象水」ともいう。汚泥返送機構４は、後処理槽３で得られた汚泥を前処理槽２に返送する。

本実施の形態の汚水処理システム１は、生物学的処理として、高度処理であるＡ２Ｏ法を行う。この生物学的処理を行うための構成の一部は前処理槽２の後段に設けられ、残りの一部は後処理槽の前段に設けられる。換言すれば、前処理槽２の後段２２は生物学的処理の前段の一部を行う構成を有し、後処理槽３の前段３１は生物学的処理の後段の一部を行う構成を有し、前処理槽２の後段と後処理槽３の前段とで生物学的処理部５が構成される。さらに換言すれば、前処理槽２の上流側には最初沈殿池２１が形成され、後処理槽３の下流側には最終沈殿池３２が形成され、それらの間に生物学的処理部５が設けられる。

また、前処理槽２における生物学的処理部５の前段の下方には、生物学的処理部５の前段から沈降してきた汚泥、砂、し渣、夾雑物等を最初沈殿池２１に回収する沈殿回収部２３が設けられ、後処理槽３における生物学的処理部５の後段の下方には、生物学的処理部５の後段から沈降してきた汚泥を最終沈殿池３２に回収する沈殿回収部３３が設けられている。

汚泥返送機構４は、汚泥を返送するための配管及４８及びポンプ４２と、最終沈殿池３２に沈殿した汚泥と最終沈殿池３２に浮遊するスカムとを混合するスカムピット４１とを備えている。配管４８は、最終沈殿池３２とスカムピット４１、及びスカムピット４１と嫌気区画５１及び最初沈殿池２１とを接続するように配設される。

図２は、本発明の実施の形態の前処理槽の構成を模式的に示す図である。前処理槽２は、上流側に最初沈殿池２が形成されており、最初沈殿池２の下流側には高度処理の前段を行う構成として、嫌気区画５１及び第１無酸素区画５３が形成されている。具体的には、最初沈殿池２１の下流側には嫌気区画５１が形成されており、嫌気区画５１の下流側に第１無酸素区画５３が形成されている。

前処理槽２の高さは５〜１０ｍであるのが望ましく、本実施の形態では７ｍとする。前処理槽２は、上流の最初沈殿池２１で沈降した汚泥が下流側に流れないように、最初沈殿池２１に対応する部分が他の部分より深く形成されている。前処理槽２は、ＲＣ製、鋼板製のいずれでもよい。

最初沈殿池２と嫌気区画５１との区分、及び嫌気区画５１と第１無酸素区画５３との区分には水密性が不要なため、それぞれ簡易な仕切板による構造物が採用されてよい。これらの仕切板には、最初沈殿池２１と嫌気区画５１とを連通する開口５０１、及び嫌気区画５１と第１無酸素区画５２とを連通する開口５０３が形成される。なお、開口５０１、５０３は、前処理槽２内の処理対象水の水面より下に位置するように形成される。なお、仕切板に複数の開口が形成されてもよい。

また、嫌気区画５１の底面には開口５０２が形成され、第１無酸素区画５３の底面には開口５０４が形成される。なお、図２の例では、嫌気区画５１及び第１無酸素区画５３の底面部材の中央に１つの開口が形成されているが、嫌気区画５１、及び第１無酸素区画５３の底が全面的に解放されて開口５０２、５０４が形成されていてもよく、あるいは底面部材に複数の開口が形成されてもよい。

嫌気区画５１及び第１無酸素区画５３からなる生物学的処理部５の前段の下方の沈殿回収部２３には、第１掻寄機２３０が設けられている。第１掻寄機２３０は、駆動装置２３１と、無端チェーン２３２と、第１従動輪２３３と、第２従動輪２３４とを備えている。駆動装置２３１は、無端チェーン２３２を回転するための駆動輪（不図示）を備えている。無端チェーン２３２は駆動装置２３１の駆動輪、第１従動輪２３３、及び第２従動輪２３４に架け渡されて回転駆動する。

無端チェーン２３２には、所定の間隔でフライト（不図示）が固定されており、このフライトで生物学的処理部５の前段から沈降した汚泥を最初沈殿池２１まで掻き寄せる。第１掻寄機２３０として、その上方の嫌気区画５１及び第１無酸素区画５３と干渉しないように、２軸式チェーンフライト方式又はモノレール式の汚泥掻寄機を採用できる。

嫌気区画５１は、返送汚泥と最初沈殿池２１から流入する処理対象水とを撹拌して混合させるための機械式の撹拌装置５２を備えている。この撹拌装置５２は、例えば、１０ｒｐｍ程度の低速度で回転する。

図３は、本発明の実施の形態の撹拌装置の構成を模式的に示す図である。撹拌装置５２は、縦回転軸５２２と、縦回転軸５２２を回転駆動する駆動装置５２１と、縦回転軸５２２に支持された撹拌羽根群５２３とを備えている。撹拌羽根群５２３は、外側部分に縦回転軸５２２と垂直な方向の流れを形成する撹拌作用部５２３１を有し、内側部分に縦回転軸５２２と平行な下方向の流れを形成する沈降作用部５２３２を有している。撹拌羽根群５２３は、外側部分に旋回撹拌機能を有し、内側部分に沈降機能を有する。

図４（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌装置の概略形状の一例を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、本発明の実施の形態の撹拌装置の概略形状の一例を示す平面図であり、図４（ｃ）及び図４（ｄ）は、本発明の実施の形態の撹拌装置の撹拌羽根の傾きの一例を示す図である。この例では、図４（ａ）に示すように、撹拌羽根群５２３は、縦回転軸５２２に支持されることで、全体として、一辺３ｍの直方体形状となり、その投影面の面積は９平方ｍ（３ｍ×３ｍ）となる。この大きさの撹拌羽根群５２３が例えば６ｍ幅の嫌気区画５１に用いられる。図４（ｂ）に示すように、縦回転軸５２２が回転することで、撹拌羽根群５２３は、直径約４．３ｍの円内を回転することになる。

また、図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示すように、撹拌羽根群５２３に用いられる傾斜板の表面積は０．６平方ｍ（０．２ｍ×３ｍ）であり、傾斜角は６０度であり、傾斜板の間隔は横方向０．１ｍ、縦方向０．１８ｍであり、傾斜板の段数は１６段（３ｍ÷０．１８ｍ）であり、傾斜板の列数は３０列（３ｍ÷０．１ｍ）であり、傾斜板の総枚数は４８０枚（１６段×３０列）であり、有効沈降面積は１４０平方ｍ（≒表面積×総枚数×ｃｏｓ６０°）である。

図２に戻って、第１無酸素区画５２は、嫌気区画５１から流入する処理対象水を撹拌するための機械式の撹拌装置５４を備えている。撹拌装置５４は、撹拌装置５２と同様の構成を有し、縦回転軸５４２と、縦回転軸５４２を回転駆動する駆動装置５４１と、縦回転軸５４２に支持された撹拌羽根群５４３とを備えている。

図５は、本発明の実施の形態の後処理槽の構成を模式的に示す図である。後処理槽３は、上流側に高度処理の後段を行う構成としての第２無酸素区画５５及び好気区画５７が形成されており、好気区画５７の下流には最終沈殿池３２が形成されている。具体的には、第２無酸素区画５５の下流側には好気区画５７が形成されており、好気区画５７の下流側には最終沈殿池３２が形成されている。また、好気区画５７は、第２無酸素区画５５の下流側に形成された曝気区画５７１と、その下流側に形成された沈降区画５７２とからなる。

後処理槽３の高さは５〜１０ｍであるのが望ましく、本実施の形態では７ｍとする。また、本実施の形態では、前処理槽２の躯体と後処理槽３の躯体とは、最初沈殿池２１と最終沈殿池３２とが対応する同じ形状を有する。後処理槽３は、ＲＣ製、鋼板製のいずれでもよい。

第２無酸素区画５５と曝気区画５７１との区分、曝気区画５７１と沈降区画５７２との区分、及び沈降区画５７２と最終沈殿池３２との区分には水密性が不要なため、それぞれ簡易な仕切板による構造物が採用されてよい。第２無酸素区画５５と曝気区画５７１との間の仕切板は処理対象水の水面を横切っており、処理対象水は、第２無酸素区画５５の下部から曝気区画５７２に流入する。また、曝気区画５７１と沈降区画５７２との間の仕切板の上端は処理対象水の水面より下に位置し、処理対象水はこの仕切板を乗り越えて曝気区画５７１から沈降区画５７２に流入する。

第２無酸素区画５５の底面には開口５０５が形成され、曝気区画５７１の底面には開口５０６が形成され、沈降区画５７２の底面には開口５０７が形成される。なお、図５の例では、第２無酸素区画５５、曝気区画５７１、及び沈降区画５７２には底面部材が設けられず、底が全面的に解放されて各開口５０４、５０６、５０７が形成されているが、これに代えて、底面部材を設けてその中央に１つの開口を形成してもよく、あるいは底面部材に複数の開口が形成されてもよい。

曝気区画５７１の下部には、開口５０６を覆うように２枚の散気板５９が設けられている。散気板５９は、空気を供給する曝気源（不図示）に接続されており、表面には微細な孔が形成されている。曝気源から供給された空気は、散気板５９の微細孔から放出されて、曝気区画５７１内の処理対象水と気液接触する。

図６は、本発明の実施の形態の後処理槽のＡ−Ａ断面図である。曝気区画５７１では、開口率、即ち曝気区画５７１の面積のうちの散気板５９、配管、架台を含む散気用部材がない部分の割合が２０〜４０％、好ましくは３０％とする全面曝気方式が採用される。これによって、曝気区画５７１において散気板５９の周辺から散気板５９の下方に沈降した後、再び曝気区画５７１に循環して戻ってくる汚泥の量を低減できる。

図５に戻って、好気区画５７の下方の沈殿回収部３３には、第２掻寄機３３０が設けられている。第２掻寄機３３０は、駆動装置３３１と、無端チェーン３３２と、第１従動輪３３３と、第２従動輪３３４とを備えている。駆動装置３３１は、無端チェーン３３２を回転するための駆動輪（不図示）を備えている。無端チェーン３３２は駆動装置３３１の駆動輪、第１従動輪３３３、及び第２従動輪３３４に架け渡されて回転駆動する。

無端チェーン３３２には、所定の間隔でフライト（不図示）が固定されており、このフライトで好気区画５７から沈降した汚泥を最終沈殿池２１まで掻き寄せる。第２掻寄機３３０として、その上方の好気区画５７と干渉しないように、２軸式チェーンフライト方式又はモノレール式の汚泥掻寄機を採用できる。

第２無酸素区画５５は、前処理槽２から流入する処理対象水を撹拌するための機械式の撹拌装置５６を備えている。撹拌装置５６は、撹拌装置５２と同様の構成を有し、縦回転軸５６２と、縦回転軸５６２を回転駆動する駆動装置５６１と、縦回転軸５６２に支持された撹拌羽根群５６３とを備えている。

沈降区画５７２は、曝気区画５７１から流入する処理対象水を撹拌するための機械式の撹拌装置５８を備えている。撹拌装置５８は、撹拌装置５２と同様の構成を有し、縦回転軸５８２と、縦回転軸５８２を回転駆動する駆動装置５８１と、縦回転軸５８２に支持された撹拌羽根群５８３とを備えている。後処理槽３の下流側上部には、越流機構３４が設けられている。

図７は、本発明の実施の形態の越流機構を模式的に示す図である。越流機構３４は、円筒スクリーン３４１と、円筒スクリーン３４１を回転駆動する駆動装置３４２とを備えている。円筒スクリーン３４１は、処理対象水を外側から内側に通すことで、スクリーンによってスカムを除去する。スカムが除去された清澄な処理対象水は、円筒スクリーン３４１の内部を軸方向に流れる。円筒スクリーン３４１の目幅は０．１〜３ｍｍ、より好ましくは０．５〜３ｍｍ程度とする。駆動装置４３２は、間欠的に、又は常に、円筒スクリーン３４１を回転させる。

図８は、本発明の実施の形態の越流機構を模式的に示す図である。越流機構３４は、円筒スクリーン３４１の外側に水を噴射することでスクリーンに捕捉されたスカムを除去する洗浄スプレー３４３を備えている。また、円筒スクリーン３４１は、後処理槽３に設けられた軸受３４４に軸３４１１が支持される。円筒スクリーン３４１の下流側には、円筒スクリーン３４のスクリーンを通過できなかったスカムを排出するためのスカム排出路３４５が形成されている。なお、洗浄スプレー３４３は、スクリーンの内側から外側に向けて水を噴射するように構成され、配置されてもよい。この場合には、洗浄スプレー３４３は、スカム排出路３４５に向かう方向に水を噴射するように配置される。

図９及び図１０は、本発明の実施の形態の越流機構を模式的に示す平面図である。円筒スクリーン３４１は、両端に隙間を開けて後処理槽３に設置される。円筒スクリーン３４１の両端部と後処理槽３との間には上下動可能な可動堰３４６が設けられる。スカム排出路３４５は、円筒スクリーン３４１と同程度の長さを有し、両端に隙間を開けて後処理槽３に設置される。また、スカム排出路３４５と後処理槽３の外部に設けられたスカムピット４１とを連結する連結路３４８が設けられる。

通常時には、図９に示すように、可動堰３４６が上げられて、処理対象水はすべて円筒スクリーン３４１を外側から内側に通過して、内側を軸方向に流れ、スカム排出路３４５と後処理槽３との間を通って、放流口３４９から放流される。閉塞時や雨天時のように処理対象水の量が多い場合には、処理対象水は可動堰３４６を越流して放流され、あるいは、図１０に示すように、可動堰３４６が下げられることで、一部の処理対象水は円筒スクリーン３４１を通過して放流され、一部の処理対象水は、円筒スクリーン３４１を通過せずに、可動堰３４６を乗り越えて放流される。

図１１は、本発明の実施の形態の汚泥返送機構と越流機構との連結を概略的に示す図である。汚泥返送機構４は、スカムピット４１と、ポンプ４２と、吸込エジェクタ４３とを備えている。吸込エジェクタ４３は、スカムピット４１内に配置している。吸込エジェクタ４３にポンプ４２によって最終沈殿池３２の底部から吸い出された汚泥を流速を速めて投入することで、スカムピット４１内は陰圧状態となり、スカムピット４１に接続された連結菅３４８を介してスカム排出路３４５のスカムが流路に吸い込まれる。このような吸込みによって、スカムは粉砕される。

図１２は、本発明の実施の形態の汚泥返送機構の詳細を概略的に示す図である。ポンプ４２によって最終沈殿池３２から吸い上げられた汚泥は配管４４を通って、スカム吸込元弁４５を介してスカムピット４１に供給される。スカム吸込元弁４５は、空引きによる余分な空気吸入を防止するために駆動装置４６によって開閉駆動される。スカムピット４１には、スカムピット４１内の水位を計測する水位計４７が設けられる。

以上のように構成された汚水処理システム１の動作を説明する。まず、汚泥は、前処理槽２の上流側の最初沈殿池２１に導入される。最初沈殿池２１では、処理対象水中の汚泥、砂、し渣、夾雑物等が沈殿する。最初沈殿池２１を通過した処理対象水は、前処理槽２内に形成された嫌気区画５１に開口５０１を通じて流入する。

嫌気区画５１では、処理対象水に対して返送汚泥を加えて嫌気状態で撹拌することで活性汚泥としての処理対象水に対して脱リン処理を行う。ここで、嫌気区画５１の撹拌装置５２は、上述のように撹拌羽根群５２３が回転することで、内側では沈降機能によって下向きの流れが生じ、外側では旋回撹拌機能によって外向きの流れが生じる。ここで、傾斜板に付着した汚泥は、簡易な固定床とみなすことができ、表面積相当の汚泥量として浮遊物質濃度の保持に寄与する。

嫌気区画５１では、撹拌装置５２による下向きの流れによって、最初沈殿池２１で沈殿しきれなかった泥、砂、し渣、夾雑物が開口５０２を通じて沈殿回収部２３に沈降する。このように、嫌気区画５１では、傾斜面を有する撹拌羽根を備えた撹拌装置５２を低回転運転することで、緩やかな撹拌と傾斜面の作用による沈降とを両立させる。嫌気区画５１には返送汚泥を加えられる。これにより、嫌気区画５１以降における浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ）が維持される。嫌気区画５１は、溶解性リンの放出に必要な滞留時間が確保するという役割を担う。

嫌気区画５１における脱リン処理を経た処理対象水は、開口５０３を通じて第１無酸素区画５３に流入する。第１無酸素区画５３では、処理対象水を撹拌することで、処理対象水に対して脱窒処理を行う。第１無酸素区画５３に設けられた撹拌装置５４も、内側で下向きの流れを作り、外側で外向きの流れを作ることで、処理対象水の撹拌と処理対象水からの汚泥、砂、し渣、夾雑物の沈降を促す。

第１無酸素区画５３では、撹拌装置５４による下向きの流れによって、最初沈殿池２１及び嫌気区画５１で沈殿しきれなかった汚泥、砂、し渣、夾雑物が開口５０４を通じて沈殿回収部２３に沈降する。このように、傾斜面を有する撹拌羽根を備えた撹拌装置５４を低回転運転することで、緩やかな撹拌と傾斜面の作用による沈降とを両立させる。第１無酸素区画５３は、脱窒処理に必要な滞留時間を確保するという役割を担う。なお、前処理槽２内における最初沈殿池２１から嫌気区画５１、嫌気区画５１から第１無酸素区画５３の流れは自然流とする。

沈殿回収部２３では、嫌気区画５１及び第１無酸素区画５３から沈降してきた汚泥、砂、し渣、夾雑物をフライトで最初沈殿池２１の方向に掻き寄せて、最初沈殿池２１の底部に導く。

処理対象水は、前処理槽２の下流、即ち第１無酸素区画５３の下流の上部から排出されて後処理槽３の上流に導入される。後処理槽３の上流の第２無酸素区画５５では、第１無酸素区画５３に引き続いて処理対象水に対して脱窒処理を行う。また、第１無酸素区画５３と同様に、撹拌装置５６によって処理対象水を撹拌しつつ下向きの流れを作る。なお、第１無酸素区画５３で十分に脱窒処理が行える場合には、後処理槽３に無酸素区画を設けなくてもよい。例えば、リン除去をＰＡＣ添加等の化学処理で行う場合には、前処理槽２の嫌気区画５１は不要となり、前処理槽２の第１無酸素区画５３を大きくすることができるため、第２無酸素区画５５は省略できる。

第２無酸素区画５５の下部に流れた処理対象水は、曝気区画５７１に流入する。曝気区画５７１では、散気板５９の微細孔から空気を排出することで、この空気が曝気区画５７１内の処理対象水と触れて、有機物の分解、リンの除去、アンモニアの硝化等の好気処理が行われる。上述のように、散気板５９としては比較的面積の広いものが採用され、全面曝気式の空気供給が行われる。

曝気区画５７１の汚泥は、底面における散気板５９を含む散気用部材のない部分を通じて好気区画５７の下方に設けられた沈殿回収部３３に沈降する。上述のように散気用部材の面積は比較的広く、開口率が小さいので、沈殿回収部３３に沈殿した汚泥が撹拌されて曝気区画５７１に戻ることが防止される。

好気処理を経た処理対象水は、水面付近で沈降区画５７２に流入する。沈降区画５７２では、曝気区画５７１の酸素を利用してさらなる好気処理が行われるとともに、撹拌装置５８によって下向きの流れが作られて汚泥の沈降が促される。沈殿回収部３３では、好気区画５７から沈降してきた汚泥をフライトで最終沈殿池３２の方向に掻き寄せて、最終沈殿池の底部に導く。

以上のように、後処理槽３では、上流側から、第２無酸素区画５５と曝気区画５７１とは底部で連通し、曝気区画５７１と沈降区画５７２とは上部で連通し、沈降区画５７２と最終沈殿池３２とは底部で連通するので、処理対象水は、各区画での処理を十分に受けて上流から下流に流れることになる。

最終沈殿池３２では、処置対象水中の汚泥は沈殿して、スカムが水面に浮遊している。スカムは、最終沈殿池３２の上部に設けられた越流機構３４の円筒スクリーン３４１によって除去されて、清澄な処理対象水が放流口３４９から放流する。円筒スクリーン３４１によって除去されたスカムは、スカム排出路３４５に溜められて、スカム排水として連結路３４８を通ってスカムピット４１に供給される。

一方、最終沈殿池３２の底部に沈殿した汚泥の一部は、ポンプ４２の作用によって引き抜かれて、配管４８を通ってスカムピット４１に向けて搬送される。スカムピット４１では、吸引エジェクタ４３によってスカム排水と最終沈殿池３２から引き抜いた汚泥（返送汚泥）とを合流させることでスカムを粉砕する。スカムが混合された返送汚泥は、配管４８によって前処理槽２に返送される。スカムは、汚泥と共に配管４８を流れる途中でも乱流粉砕により粉砕される。返送汚泥は、最初沈殿池２１及び嫌気区画５１に供給される。

含気したスカム排水が混合された返送汚泥を最初沈殿池２１の上流側に戻すことで、最初沈殿池２１の上流側が微好気状態に保たれ得て、硫化水素の発生を抑制でき、汚泥へのＢＯＤ吸着促進できる。

以下では、撹拌装置５２、５４、５６、５８が採用し得る各種の例を撹拌羽根５２を例に説明する。上述のように、撹拌装置５２の撹拌羽根群５２３は、外側部分に縦回転軸５２２と垂直な方向の流れを形成する撹拌作用部５２３１を有し、内側部分に縦回転軸５２２と平行な下方向の流れを形成する沈降作用部５２３２を有している。この撹拌作用部５２３１と沈降作用部５２３２を併せ持つ撹拌羽根群５２３は以下の種々の具体的な形状によって実現できる。

図１３は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す図である。図１３に示すように、撹拌羽根群５２３は、全体として直方体形状を有してもよい。この場合に、撹拌羽根群５２３の外側には撹拌作用部５２３１として、縦回転軸５２２に対して傾斜した傾斜板が用いられてよい。

図１４は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す図である。図１４に示すように、撹拌羽根群５２３は、全体として円柱形を有していてもよい。この場合に、撹拌羽根群５２３の外側には、撹拌作用部５２３１として、縦回転軸５２２に対して傾斜した傾斜板が用いられてよい。

図１５（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す正面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の例の平面図である。なお、図１５（ｂ）では、一部のお撹拌羽根のみを図示しており、他の撹拌羽根は図示は省略するが、図示された撹拌羽根と縦回転軸５２２を軸とする回転対称に設置される。以下の例でも同様である。また、この例では、撹拌羽根群５２３は、全体として直方体形状を有している。

図１５（ａ）に示すように、撹拌羽根群５２３は、上下方向に分割されており、各撹拌羽根は上下段で位置がそろっている。なお、撹拌羽根群５２３は、上下の２段に分割されているが、撹拌羽根群５２３及び以下に説明する攪拌羽根群は３弾以上の複数段に分割されていてもよい。また、図１５（ｂ）に示すように、撹拌装置５２３は、縦回転軸５２２に固定されるフレーム５２４を有しており、各撹拌羽根はこのフレームに固定される。フレーム５２４は、四角形の外枠フレーム５２４１と、外枠の対角線となる対角線フレーム５２４２とからなる。撹拌羽根群５２３の各撹拌羽根は、対角線フレームから最も近い外枠フレーム５２４１の辺にかけて、当該辺に垂直になるように支持されている。

図１６（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す平面図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の例の平面図である。この例では、撹拌羽根群５２３は、全体として直方体形状を有している。

図１６（ａ）に示すように、撹拌羽根群５２３は、上下方向に分割されており、各撹拌羽根は上下段で位置が互いにずれている。また、図１６（ｂ）に示すように、撹拌装置５２は、縦回転軸５２２に固定されるフレーム５２４を有しており、各撹拌羽根はこのフレーム５２４に固定される。フレーム５２４は、四角形の外枠フレーム５２４１と、外枠の対角線となる対角線フレーム５２４２に固定される。撹拌羽根群５２３の各撹拌羽根は、対角線フレーム５２４２から最も近い外枠フレーム５２４１の辺にかけて、当該辺に垂直になるように支持されている。

図１７は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す平面図である。この例では、撹拌羽根群５２３は、全体として直方体形状を有している。撹拌装置５２は、縦回転軸５２２に固定されるフレーム５２４を有している。フレーム５２４は、四角形の外枠フレーム５２４１及び外枠の対角線となる対角線フレーム５２４２からなる。また、この例では、各撹拌羽根が内外で分割されており、内側の撹拌羽根は対角線フレーム５２４２に固定され、外側の撹拌羽根は外枠フレーム５２４１に固定される。

図１８（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す正面図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）の例の平面図である。この例では、撹拌羽根群５２３は、全体として直方体形状を有している。

図１８（ａ）に示すように、撹拌羽根群５２３は、上下方向に分割されており、各撹拌羽根は縦回転軸５２２に対して傾斜しており、かつ上下段で位置がそろっている。また、図１６（ｂ）に示すように、撹拌装置５２は、縦回転軸５２２に固定されるフレームを有しており、各撹拌羽根がこのフレーム５２４に固定される。フレーム５２４は、四角形の外枠フレーム５２４１と、四角形を上下及び左右にそれぞれ二分する中フレーム５２４３とからなる。撹拌羽根群５２３の各撹拌羽根は、一方の中フレーム５２４３に平行になるように、他方の中フレーム５２４３に支持されている。

図１９（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す平面図であり、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）の例の平面図である。この例では、撹拌羽根群５２３は、全体として直方体形状を有している。

図１９（ａ）に示すように、撹拌羽根群５２３は、上下方向に分割されており、各撹拌羽根は縦回転軸５２２に対して傾斜しており、かつ上下段で位置が互いにずれている。また、図１９（ｂ）に示すように、撹拌装置５２は、縦回転軸５２２に固定されるフレーム５２４を有しており、各撹拌羽根がこのフレーム５２４に固定される。フレーム５２４は、四角形の外枠フレーム５２４１及び四角形を上下及び左右にそれぞれ二分する中フレーム５２４３とからなる。撹拌羽根群５２３の各撹拌羽根は、一方の中フレーム５２４３に平行になるように、他方の中フレーム５２４３に支持されている。

図２０は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す平面図である。この例では、撹拌羽根群５２３は、全体として直方体形状を有している。撹拌装置５２は、縦回転軸５２２に固定されるフレーム５２４を有している。フレーム５２４は、四角形の外枠フレーム５２４１と、四角形を上下及び左右にそれぞれ二分する中フレーム５２４３とからなる。

この例では、撹拌羽根群５２３の各撹拌羽根は内外で分割されており、内側の撹拌羽根は、一方の中フレーム５２４３に平行になるように他方の中フレーム５２４３に固定され、外側の撹拌羽根は、他当該他方の中フレーム５２４３に平行な外枠フレーム５２４１の辺に固定される。

図２１（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す正面図であり、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）の例の平面図である。この例では、撹拌羽根群５２３は、全体として直方体形状を有している。

図２１（ａ）に示すように、撹拌羽根群５２３は、上下方向に分割されており、各撹拌羽根は、上下段で位置がそろっている。また、図２１（ｂ）に示すように、撹拌装置５２は、縦回転軸５２２に固定されるフレーム５２４を有しており、各撹拌羽根がこのフレーム５２４に固定される。フレーム５２４は、四角形の外枠フレーム５２４１と、外枠の対角線となる対角線フレーム５２４２とからなる。撹拌羽根群５２３の各撹拌羽根は、一方の対角線フレーム５２４２に平行になるように、他方の対角線フレーム５２４２に支持される。

図２２（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す正面図であり、図２２（ｂ）は、図２２（ａ）の例の平面図である。この例では、撹拌羽根群５２３は、全体として直方体形状を有している。

図２２（ａ）に示すように、撹拌羽根群５２３は、上下方向に分割されており、各撹拌羽根は、上下段で位置が互いにずれている。また、図２２（ｂ）に示すように、撹拌装置５２は、縦回転軸５２２に固定されるフレーム５２４を有しており、各撹拌羽根がこのフレーム５２４に固定される。フレーム５２４は、四角形の外枠フレーム５２４１と、外枠の対角線となる対角線フレーム５２４２とからなる。撹拌羽根群５２３の各撹拌羽根は、一方の対角線フレーム５２４２に平行になるように、他方の対角線フレーム５２４２に支持される。

図２３は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す平面図である。この例では、撹拌羽根群５２３は、全体として直方体形状を有している。撹拌装置５２は、縦回転軸５２２に固定されるフレーム５２４を有している。フレーム５２４は、四角形の外枠フレーム５２４１と、外枠の対角線となる対角線フレーム５２４２とからなる。

この例では、撹拌羽根群５２３の各撹拌羽根は内外で分割されており、内側の撹拌羽根は、一方の対角線フレーム５２４２に平行になるように、他方の対角線フレーム５２４２に支持されており、外側の撹拌羽根は外枠フレーム５２４１に支持されている。

図２４（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す正面図であり、図２４（ｂ）は、図２４（ａ）の例の平面図である。この例では、撹拌羽根群５２３は、全体として円柱形状を有している。

図２４（ａ）に示すように、撹拌羽根群５２３は、上下方向に分割されており、各撹拌羽根は、上下段で位置がそろっている。また、図２４（ｂ）に示すように、撹拌装置５２は、縦回転軸５２２に固定されるフレーム５２４を有している。フレーム５２４は、縦回転軸５２２を中心とする円形の内側フレーム５２４４と、縦回転軸５２２を中心とする（内側フレームと同心の）円形の外側フレーム５２４５とからなる。撹拌羽根群５２３の各撹拌羽根は、縦回転軸５２２を中心とする円の径方向を向いて放射状に配置され、内側フレーム５２４４及び外側フレーム５２４５に支持される。

図２５（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す正面図であり、図２５（ｂ）は、図２５（ａ）の例の平面図である。この例では、撹拌羽根群５２３は、全体として円柱形状を有している。

図２５（ａ）に示すように、撹拌羽根群５２３は、上下方向に分割されており、各撹拌羽根は、上下段で位置が互いにずれている。また、図２５（ｂ）に示すように、撹拌羽根５２は、縦回転軸５２２に固定されるフレームを有している。フレーム５２４は、縦回転軸５２２を中心とする円形の内側フレーム５２４４と、縦回転軸５２２を中心とする（内側フレーム５２４４と同心の）円形の外側フレーム５２４５とからなる。撹拌羽根群５２３の各撹拌羽根は、縦回転軸５２２を中心とする円の径方向を向いて放射状に配置され、内側フレーム５２４４及び外側フレーム５２４５に支持される。

図２６は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す平面図である。この例では、撹拌羽根群５２３は、全体として円柱形状を有している。撹拌装置５２は、縦回転軸５２２に固定されるフレームを有している。フレーム５２４は、縦回転軸５２２を中心とする円形の内側フレーム５２４４と、縦回転軸５２２を中心とする（内側フレーム５２４４と同心の）円形の外側フレーム５２４５とからなる。

この例では、撹拌羽根群５２３の各撹拌羽根は内外で分割されている。内側の撹拌羽根は、縦回転軸５２２を中心とする円の径方向を向いて放射状に配置され、内側フレーム５２４４に支持されている。外側の撹拌羽根は、縦回転軸５２２を中心とする円の径方向を向いて放射状に配置され、外側フレーム５２４５に支持されている。内側の撹拌羽根と外側の撹拌羽根との周方向の位置はそろっている。

図２７（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す正面図であり、図２７（ｂ）は、図２７（ａ）の例の平面図である。この例では撹拌羽根群５２３は、全体として円柱形状を有している。

図２７（ａ）に示すように、撹拌羽根群５２３は、上下方向に分割されており、各撹拌羽根は、上下段で位置がそろっている。また、図２７（a）に示すように、撹拌装置５２は、縦回転軸５２２に固定されるフレームを有している。フレーム５２４は、縦回転軸５２２を中心とする円形の内側フレーム５２４４と、縦回転軸５２２を中心とする（内側フレーム５２４４と同心の）外側フレーム５２４５とからなる。撹拌羽根群５２３の各撹拌羽根は、縦回転軸５２２を中心として外側に湾曲しながら延びて、内側フレーム５２４４及び外側フレーム５２４５に支持される。各撹拌羽根の形状及び湾曲方向は同一である。

図２８（ａ）は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す正面図であり、図２８（ｂ）は、図２８（ａ）の例の平面図である。この例では撹拌羽根群５２３は、全体として円柱形状を有している。

図２８（ａ）に示すように、撹拌羽根群５２３は、上下方向に分割されており、各撹拌羽根は、上下段で位置が互いにずれている。また、図２８（a）に示すように、撹拌装置５２は、縦回転軸５２２に固定されるフレームを有している。フレーム５２４は、縦回転軸５２２を中心とする円形の内側フレーム５２４４と、縦回転軸５２２を中心とする（内側フレーム５２４４と同心の）外側フレーム５２４５とからなる。撹拌羽根群５２３の各撹拌羽根は、縦回転軸５２２を中心として外側に湾曲しながら延びて、内側フレーム５２４４及び外側フレーム５２４５に支持される。各撹拌羽根の形状及び湾曲方向は同一である。

図２９は、本発明の実施の形態の撹拌羽根群の一例を模式的に示す平面図である。この例では、撹拌羽根群５２３は、全体として円柱形状を有している。撹拌装置５２は、縦回転軸５２２に固定されるフレームを有している。フレーム５２４は、縦回転軸５２２を中心とする円形の内側フレーム５２４４と、縦回転軸５２２を中心とする（内側ゆれーむと同心の）円形の外側フレーム５２４５とからなる。

この例では、撹拌羽根群５２３の各撹拌羽根は、内外で分割されている。内側の撹拌羽根は、内側フレーム５２４４に支持されて、外側に湾曲しながら延びている。外側の撹拌羽根は、外側フレーム５２４５に支持されて、外側フレーム５２４５から内側に湾曲しながら延びている。内側の撹拌羽根と外側の撹拌羽根との周方向の位置はそろっている。

図３０は、回転方向に対して垂直な面を有する撹拌羽根の作用を説明する図であり、図３１は、回転方向に対して傾斜した面を有する撹拌羽根の作用を説明する図である。まず、撹拌羽根は、枚数が多いほど平面積が大きくなって撹拌効果が高くなるが、小さいほど重量や鋼材費用が小さくなる。また、回転数が大きいほど移動効果が大きくなり、小さいほど接触時間が大きくなる。

図３０に示すように、撹拌羽根が回転方向に対して垂直である場合には、撹拌羽根の片面でしか汚泥が接触しないが、図３１のように、撹拌羽根が回転方向に対して傾斜している場合には、撹拌羽根の両面を効果的に利用することができる。

以上のように、本発明の実施の形態の汚水処理システム１によれば、最初沈殿池、高度処理槽、最終沈殿池の少なくとも３つの槽からなる従来の汚水処理システムの機能を前処理槽２と後処理槽３の２つの槽によって実現したので、従来の汚水処理システムと比較して敷地面積を低減できる。

また、前処理槽２では、高度処理を行う嫌気区画５１及び第１無酸素区画５２においても、沈降する泥、砂、し渣、夾雑物を下方の沈殿回収部２３にて回収して最初沈殿池２１に移送でき、嫌気区画５１や第１無酸素区画５２の底部流速０．１ｍ／ｓ以上の流速の確保は不要となる。同様に、後処理槽３でも、高度処理を行う好気区画５７において沈降する汚泥を下方の沈殿回収部３３にて回収して最終沈殿池３２に移送できる。

また、高度処理を行う各区画では、傾斜面を有する撹拌羽根を備えた撹拌装置を用いることで、撹拌羽根に付着した汚泥量を生物処理担体に変わる疑似固定床として用いることができる。

また、高度処理を行う各区画に用いる撹拌装置は、内側の撹拌羽根が下向きの流れを生じさせ、外側の撹拌羽根が外向きの流れを生じさせるので、旋回撹拌機能と沈降機能とを併せ持つことができる。

また、後処理槽３の下流側には越流機構３４が備えられているので、スカムを連続的に排出することができ、併せて仕上げ処理を行うことができる。

また、曝気区画５７１では、散気板５９とそこに空気を搬送する配管とで平面的に仕切りを設けて、上方の曝気区画５７１と下方の沈殿回収部３３とを仕切ったので、沈殿回収部３３から曝気区画５７１への汚泥の逆流を抑制できる。

また、好気区画５７に沈降区画５７２を設けたので、曝気区画５７１での曝気により好気状態となった処理対象水に対してさらなる好気処理を行うとともに、汚泥の沈降を補助できる。

また、後処理槽３の下流側に可動堰３４６を設けて、通常運転時には可動堰３４６を適切な位置に設定して円筒スクリーン３４１を通過した処理対象水のみを放流するが、雨天時等、一時的に流入負荷が高くなり、円筒スクリーン３４１のスクリーン処理能力を超える場合には、可動堰３４６を越流させ、あるいは、可動堰３４６を下げて、円筒スクリーン３４１を通過しない処理対象水も放流するので、流入負荷に応じて適切に汚水処理を行うことができる。

なお、上記の実施の形態では、生物学的処理部５の処理として、高度処理であるＡ２Ｏ法による処理を行ったが、生物学的処理部５が行う生物学的処理は、担体法、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ法）等の他の高度処理であってもよいし、標準活性汚泥法であってもよい。これらの場合にも、それを実行するための槽を最初沈殿池２１又は最終沈殿池３２と一体的に構成することで、汚水処理システム１の全体では最初沈殿池２１を含む前処理槽２と最終沈殿池３２を含む後処理槽３との２つの槽で構成することができ、敷地面積を小さくすることができる。

また、上記の実施の形態では、前処理槽２の後段（嫌気区画５１及び第１無酸素区画５３）と後処理槽３の前段（第２無酸素区画５５、曝気区画５７１、及び沈降区画５７２）を合わせて生物学的処理部５と呼んだが、上記の説明から明らかなように、生物学的処理部５においてすべての処理が生物学的に行われる必要はない。例えば、脱リン処理は科学的処理であってもよいし、上記の実施の形態における撹拌羽根による汚泥、砂、し渣、夾雑物等の沈降は物理学的処理である。

本発明は、生物学的処理部の前段が最初沈殿池とともに前処理槽に備えられ、生物学的処理部の後段が最終沈殿池とともに後処理槽に備えられるので、汚水処理システム全体の水槽躯体を小型化でき、必要な敷地面積を小さくできるという効果を有し、生物学的処理法で汚水を処理する汚水処理システム等として有用である。

１ 汚水処理システム
２ 前処理槽
２１ 最初沈殿池
２２ 前処理槽の後段
２３ 沈殿回収部
２３０ 第１掻寄機
３ 後処理槽
３１ 後処理槽の前段
３２ 最終沈殿池
３３ 沈殿回収部
３３０ 第２掻寄機
３４ 越流機構
３４１ 円筒スクリーン
３４２ 駆動装置
３４３ 洗浄スプレー
３４４ 軸受け
３４５ スカム排出路
３４６ 可動堰
３４８ 連結路
３４９ 放流口
４ 汚泥返送機構
４１ スカムピット
４２ ポンプ
４３ 吸引エジェクタ
４３８ 連結路
４４ 配管
４５ スカム吸込元弁
４６ 駆動装置
４７ 水位計
４８ 配管
５ 生物学的処理部
５１ 嫌気区画
５２、５４、５６、５８ 撹拌装置
５２１ 駆動装置
５２２ 縦回転軸
５２３ 撹拌羽根群
５２４ フレーム
５３ 第１無酸素区画
５５ 第２無酸素区画
５７ 好気区画
５７１ 曝気区画
５７２ 沈降区画

Claims (15)

1. 生物学的処理法で処理対象水を処理する汚水処理システムであって、
   最初沈殿池と、処理対象水に対して生物学的処理を実施する生物学的処理部の前段とを備えた前処理槽と、
   前記生物学的処理部の後段と、最終沈殿池とを備えた後処理槽と、
   を備えた汚水処理システム。
2. 前記生物学的処理部の前段は、嫌気区画及び第１無酸素区画を含み、
   前記生物学的処理部の後段は、好気区画を含む、請求項１に記載の汚水処理システム。
3. 前記生物学的処理部の後段は、さらに第２無酸素区画を含む、請求項２に記載の汚水処理システム。
4. 前記好気区画は、曝気を行う曝気区画と、汚泥を沈降させる沈降区画とからなる、請求項２又は３の記載の汚水処理システム。
5. 前記嫌気区画は、底部に開口を有し、
   前記嫌気区画の前記開口の下方には、前記最初沈殿池に汚泥を掻き寄せる第１掻寄機が備えられている、請求項２〜４のいずれかに記載の汚水処理システム。
6. 前記第１無酸素区画は、底部に開口を有し、
   前記第１無酸素区画の前記開口の下方には、前記最初沈殿池に汚泥をかき寄せる第１掻寄機が備えられている請求項２〜４のいずれかに記載の汚水処理システム。
7. 前記好気区画は、底部に開口を有し、
   前記好気区画の開口の下方には、前記最終沈殿池に汚泥を掻き寄せる第２掻寄機が備えられている、請求項２〜４のいずれかに記載の汚水処理システム。
8. 前記生物学的処理部の前段の下方には、前記生物学的処理部の前段から沈降する汚泥を前記最初沈殿池に掻き寄せる第１掻寄機が備えられている、請求項１〜３のいずれかに記載の汚水処理システム。
9. 前記生物学的処理部の後段の下方には、前記生物学的処理部の後段から沈降する汚泥を前記最終沈殿池に掻き寄せる第２掻寄機が備えられている、請求項１〜３のいずれかに記載の汚水処理システム。
10. 前記最終沈殿池の上部に、スカムを除去して処理対象水を排出する越流機構が備えられている、請求項１〜９のいずれかに記載の汚水処理システム。
11. 前記後処理槽から除去されたスカムを粉砕して前記最終沈殿池に沈殿した汚泥とともに前記前処理槽に返送する返送機構をさらに備えた、請求項１０に記載の汚水処理システム。
12. 前記前処理槽の躯体と前記後処理槽の躯体とは、前記最初沈殿池と前記最終沈殿池とが対応する同じ形状を有する、請求項１〜１１のいずれかに記載の汚水処理システム。
13. 前記前処理槽は、上流側に前記最初沈殿池を有し、下流側に前記生物学的処理部の前段を有し、前記生物学的処理部の前段の下方に、前記生物学的処理部の前段から沈殿した汚泥を前記最初沈殿池に掻き寄せる第１掻き寄せ部を有し、
    前記後処理槽は、上流側に前記生物学的処理部の後段を有し、下流側に前記最終沈殿池を有し、前記生物学的処理部の後段の下方に、前記生物学的処理部の後段から沈殿した汚泥を前記最終沈殿池に掻き寄せる第２掻き寄せ部を有し、
    前記前処理槽の下流から排出される汚水が前記後処理槽の上流に供給される、請求項１に記載の汚水処理システム。
14. 請求項８に記載の汚水処理システムの前記生物学的処理部の前段又は請求項９に記載の汚水処理システムの前記生物学的処理部の後段に用いられる撹拌装置であって、
    回転駆動装置と、
    前記回転駆動装置によって回転駆動する縦回転軸と、
    前記縦回転軸に支持された撹拌羽根と、
    を備え、
    前記撹拌羽根は、前記縦回転軸と垂直な方向の流れを形成する撹拌作用部と、前記縦回転軸と平行な下方向の流れを形成する沈降作用部とを備えた、撹拌装置。
15. 前記撹拌羽根は、前記縦回転軸に対して傾斜する傾斜面を有する、請求項１４に記載の撹拌装置。

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