JP4573313B1 - Sewage purification equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】発生する汚水の量や汚水濃度が変動しても、汚水浄化装置を構成する特定の部位に大きな浄化負荷がかかることを防止して、汚水処理速度を適正な水準に維持することが可能な汚水浄化装置を提供する。
【解決手段】メタン発酵装置４１では、メタン菌によって汚水中の汚泥が分解されて、汚水のＢＯＤが低減される。メタン発酵装置４１には、メタン菌によって汚水の原水よりもＢＯＤ値を低減された消化液を送出する消化液送出管４５が取り付けらており、メタン発酵装置内ＢＯＤセンサ４３によって検知された消化液のＢＯＤ情報は、ＢＯＤ制御部６０に送信され、ＢＯＤ制御部６０は、消化液のＢＯＤ情報に基づいて、電磁弁４９、電磁弁５０、電磁弁５１のいずれか一つを開いて、消化液を嫌気槽２１、好気槽２２、処理水排出管２４のいずれかに流出させる。
【選択図】図１[PROBLEMS] To maintain a sewage treatment speed at an appropriate level by preventing a large purification load from being applied to a specific part constituting a sewage purification apparatus even if the amount of sewage generated or the concentration of sewage fluctuates. A possible sewage purification device is provided.
In a methane fermentation apparatus, sludge in sewage is decomposed by methane bacteria, and the BOD of sewage is reduced. The methane fermentation apparatus 41 is provided with a digestion liquid delivery pipe 45 for delivering a digestion liquid having a BOD value reduced by methane bacteria compared to the raw water of sewage, and the digestion liquid detected by the BOD sensor 43 in the methane fermentation apparatus. The BOD information is transmitted to the BOD control unit 60, and the BOD control unit 60 opens any one of the electromagnetic valve 49, the electromagnetic valve 50, and the electromagnetic valve 51 based on the BOD information of the digestive fluid. Is discharged into any one of the anaerobic tank 21, the aerobic tank 22, and the treated water discharge pipe 24.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、汚水を浄化するにあたって、嫌気槽と好気槽での微生物による浄化作用を最適な状態で行うことを可能にして、迅速に汚水を浄化することが可能な汚水浄化装置に関する。 The present invention relates to a sewage purification apparatus capable of purifying sewage quickly by making it possible to purify the microorganisms in an anaerobic tank and an aerobic tank in an optimum state when purifying the sewage.
近年、自然環境保護の観点から、水質保全の必要性が叫ばれている。水質汚染の原因として従来は工業廃水が大きな問題となっていたが、様々な規制によって工業廃水による水質汚染は減少の傾向にある。その一方、生活排水が水質汚染の一因となっていることが報告されており、それぞれの家庭において生活排水を浄化するための有効な浄化手段が求められている。また、食品工場等においては、製造工程において恒常的に汚泥が発生しており、生産効率の観点から、迅速に汚水を処理する技術が求められている。 In recent years, the necessity of water quality conservation has been screamed from the viewpoint of protecting the natural environment. Conventionally, industrial wastewater has become a major problem as a cause of water pollution, but due to various regulations, water pollution due to industrial wastewater tends to decrease. On the other hand, it is reported that domestic wastewater contributes to water pollution, and effective purification means for purifying domestic wastewater is required in each household. In food factories and the like, sludge is constantly generated in the manufacturing process, and from the viewpoint of production efficiency, a technique for quickly treating sewage is required.
本発明者は、節水を実現しつつ効果的な汚水の浄化を可能にした汚水浄化装置を発明し、その技術が、特許文献１、特許文献２に記載されている。
The inventor has invented a sewage purification apparatus that enables effective purification of sewage while realizing water saving, and the technology thereof is described in
この汚水浄化装置を、家庭で生活排水を処理するために使用する際には、汚水の量や汚水濃度が時間的に多少変動するものの、顕著な変動はないため、汚水処理能力について特に問題は生じない。しかし、病院や介護施設のように、多くの人が入院または入居している施設で使用する際には、人数の変動等によって汚水の量や汚水濃度が大きく変動しやすく、一時的に汚水浄化装置に大きな負荷がかかり、汚水処理速度が低下するなどして、汚水浄化能力が低下する状況が発生する。このような状況は、食品工場等においても、生産量の変動に伴って生じやすい。 When this sewage purification device is used to treat domestic wastewater at home, the amount of sewage and the concentration of sewage fluctuate slightly over time, but there are no significant fluctuations. Does not occur. However, when used in facilities where many people are admitted or occupy, such as hospitals and nursing homes, the amount of sewage and sewage concentration are likely to fluctuate greatly due to changes in the number of people, etc. A large load is applied to the apparatus, and the sewage treatment speed is lowered. For example, a situation where the sewage purification capacity is lowered occurs. Such a situation is likely to occur in a food factory or the like as the production amount changes.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、発生する汚水の量や汚水濃度が変動しても、汚水浄化装置を構成する特定の部位に大きな浄化負荷がかかることを防止して、汚水処理速度を適正な水準に維持することが可能な汚水浄化装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and prevents a large purification load from being applied to a specific part constituting the sewage purification apparatus even if the amount of sewage generated or the concentration of sewage fluctuates. An object of the present invention is to provide a sewage purification apparatus capable of maintaining a sewage treatment speed at an appropriate level.
以上の課題を解決するために、本発明の汚水浄化装置は、汚水流入管から流入する汚水を浄化する嫌気槽と、前記嫌気槽に接続された好気槽と、前記好気槽によって浄化された処理水を排出する処理水排出管と、汚水中の汚泥をメタン菌により分解してメタンを発生して汚水のＢＯＤ値を低減するメタン発酵装置とを備え、前記嫌気槽または前記汚水流入管は、前記嫌気槽または前記汚水流入管から流入した汚水を前記メタン発酵装置に流入させる汚水送出管を介して前記メタン発酵装置に接続され、前記メタン発酵装置には、メタン菌によって汚水の原水よりもＢＯＤ値を低減された消化液を送出する消化液送出管が接続され、前記消化液送出管は、嫌気槽流入管、好気槽流入管、処理水側流入管の３つに分岐し、前記嫌気槽流入管は前記嫌気槽に接続され、前記好気槽流入管は前記好気槽に接続され、前記処理水側流入管は前記処理水排出管に接続され、前記嫌気槽流入管には第一の電磁弁が設けられ、前記好気槽流入管には第二の電磁弁が設けられ、前記処理水側流入管には第三の電磁弁が設けられ、ＢＯＤ制御部は、メタン発酵装置内ＢＯＤセンサが検知する前記消化液のＢＯＤ値と、好気槽のＢＯＤ基準値の上限および下限との比較によって、消化液の流出先を決定し、消化液のＢＯＤ値が好気槽のＢＯＤ基準値の上限より大きいときは、前記第一の電磁弁を開いて消化液を嫌気槽へ流出させ、消化液のＢＯＤ値が好気槽のＢＯＤ基準値の上限より小さく、好気槽のＢＯＤ基準値の下限より大きいときは、前記第二の電磁弁を開いて消化液を好気槽へ流出させ、消化液のＢＯＤ値が好気槽のＢＯＤ基準値の下限より小さいときは、前記第三の電磁弁を開いて消化液を処理水排水管へ流出させることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the sewage purification apparatus of the present invention is purified by an anaerobic tank for purifying sewage flowing from a sewage inflow pipe, an aerobic tank connected to the anaerobic tank, and the aerobic tank. The anaerobic tank or the sewage inflow pipe is provided with a treated water discharge pipe for discharging the treated water, and a methane fermentation device for decomposing sludge in sewage with methane bacteria to generate methane to reduce the BOD value of the sewage. Is connected to the methane fermentation apparatus via a sewage delivery pipe for allowing the sewage flowing from the anaerobic tank or the sewage inflow pipe to flow into the methane fermentation apparatus. A digestive juice delivery pipe for delivering digestive juice with a reduced BOD value is connected, and the digestive juice delivery pipe branches into an anaerobic tank inflow pipe, an aerobic tank inflow pipe, and a treated water side inflow pipe, The anaerobic tank inlet pipe is The aerobic tank inflow pipe is connected to the aerobic tank, the treated water side inflow pipe is connected to the treated water discharge pipe, and the anaerobic tank inflow pipe is provided with a first electromagnetic valve. The aerobic tank inflow pipe is provided with a second electromagnetic valve, the treated water side inflow pipe is provided with a third electromagnetic valve, and the BOD control unit is detected by a BOD sensor in the methane fermentation apparatus. By comparing the BOD value of the digestive juice with the upper limit and lower limit of the BOD reference value of the aerobic tank, the outflow destination of the digestive liquid is determined. When it is larger, the first solenoid valve is opened and the digestive fluid is allowed to flow into the anaerobic tank. If it is larger, open the second solenoid valve and let the digestive fluid flow out to the aerobic tank. When OD value is less than the lower limit of the BOD standard value of aerobic tank is characterized in that to efflux digestive juices opening the third solenoid valve to the treated water discharge pipe.
汚水はメタン発酵装置によってＢＯＤ値を低減され、ＢＯＤ値を低減された消化液は、そのＢＯＤ値のレベルに応じて、嫌気槽、好気槽、処理水排出管のいずれかに流出する構成となっているため、汚水の量や汚水濃度が変動しても、汚水浄化装置を構成する特定の部位に大きな浄化負荷がかかることがなく、汚水処理速度を適正な水準に維持することができる。 The sewage is reduced in BOD value by the methane fermentation apparatus, and the digested liquid whose BOD value is reduced flows out to an anaerobic tank, an aerobic tank, or a treated water discharge pipe according to the level of the BOD value. Therefore, even if the amount of sewage or the concentration of sewage varies, a large purification load is not applied to a specific part constituting the sewage purification apparatus, and the sewage treatment speed can be maintained at an appropriate level.
本発明の汚水浄化装置においては、前記メタン発酵装置から送出されるメタンによって熱水を生成する熱水発生装置と、前記熱水発生装置から第一の熱水送出管を介して送出される熱水と給水器から第一の給水管を介して送出される水とを混合して温水を生成する第一の温水器と、前記熱水発生装置から第二の熱水送出管を介して送出される熱水と給水器から第二の給水管を介して送出される水とを混合して温水を生成する第二の温水器とを備え、前記第一の熱水送出管には第一の熱水流量調節弁が設けられ、前記第一の給水管には第一の水流量調節弁が設けられ、前記第二の熱水送出管には第二の熱水流量調節弁が設けられ、前記第二の給水管には第二の水流量調節弁が設けられ、前記第一の温水器は第一の給温水管を介して前記嫌気槽に接続され、前記第二の温水器は第二の給温水管を介して前記好気槽に接続され、前記嫌気槽には嫌気槽温度センサが設けられ、前記好気槽には好気槽温度センサが設けられ、温度制御部は、前記嫌気槽温度センサが検知する前記嫌気槽内の汚水の温度が嫌気性細菌の繁殖のための最適温度範囲の下限値より低い場合には、前記第一の熱水流量調節弁と前記第一の水流量調節弁とを制御して、前記嫌気槽内の汚水の温度が、嫌気性細菌の繁殖に最適な温度となるように前記第一の温水器から前記嫌気槽へ温水を供給するとともに、前記好気槽温度センサが検知する前記好気槽内の汚水の温度が好気性細菌の繁殖のための最適温度範囲の下限値より低い場合には、前記第二の熱水流量調節弁と前記第二の水流量調節弁とを制御して、前記好気槽内の汚水の温度が、好気性細菌の繁殖に最適な温度となるように前記第二の温水器から前記好気槽へ温水を供給することを特徴とする構成とすることが好ましい。 In the sewage purification apparatus of the present invention, a hot water generator that generates hot water using methane sent from the methane fermentation apparatus, and heat that is sent from the hot water generator through a first hot water delivery pipe. A first water heater for producing hot water by mixing water and water sent from the water supply device through the first water supply pipe, and sending the water from the hot water generator through the second hot water delivery pipe And a second water heater that generates hot water by mixing the hot water to be supplied from the water supply device through the second water supply pipe, and the first hot water supply pipe includes a first water heater. The first hot water supply pipe is provided with a first water flow control valve, and the second hot water delivery pipe is provided with a second hot water flow control valve. The second water supply pipe is provided with a second water flow control valve, and the first water heater is connected to the anaerobic tank through the first water supply water pipe. The second water heater is connected to the aerobic tank via a second hot water pipe, the anaerobic tank is provided with an anaerobic tank temperature sensor, and the aerobic tank has an aerobic tank temperature. When the temperature of the sewage in the anaerobic tank detected by the anaerobic tank temperature sensor is lower than the lower limit value of the optimum temperature range for the growth of anaerobic bacteria, the sensor is provided. Controlling the hot water flow rate control valve and the first water flow rate control valve so that the temperature of the sewage in the anaerobic tank is optimal for the growth of anaerobic bacteria. When supplying warm water to the anaerobic tank, and the temperature of the sewage in the aerobic tank detected by the aerobic tank temperature sensor is lower than the lower limit value of the optimum temperature range for the growth of aerobic bacteria, Controlling the second hot water flow rate control valve and the second water flow rate control valve, Temperature of sewage, it is preferable to adopt a configuration, wherein the supplying hot water into the aerobic tank from the second water heater so that the optimum temperature for propagation of aerobic bacteria.
嫌気槽と好気槽のいずれも、その中で生息する細菌の繁殖に最適な温度範囲があるため、嫌気槽と好気槽とに対して温水を供給して、嫌気槽と好気槽の内部の温度を最適温度範囲とすることにより、嫌気槽と好気槽での汚水浄化能力を高めて、汚水処理速度を高いレベルで維持することができる。しかも、供給される温水を生成するために使用されるメタンは、メタン発酵装置によって汚水中の汚泥を分解して得られたものであり、他の新たなエネルギー資源を用いることなく、汚泥中の有機物から得られたエネルギーを用いているため、省エネルギーの観点からも優れている。 Since both the anaerobic tank and the aerobic tank have an optimum temperature range for the growth of the bacteria that inhabit them, supply warm water to the anaerobic tank and the aerobic tank, By setting the internal temperature within the optimum temperature range, the sewage purification ability in the anaerobic tank and the aerobic tank can be enhanced, and the sewage treatment speed can be maintained at a high level. Moreover, the methane used to produce the supplied hot water is obtained by decomposing sludge in the sewage with a methane fermentation device, and without using other new energy resources, Since energy obtained from organic matter is used, it is also excellent from the viewpoint of energy saving.
本発明の汚水浄化装置においては、前記好気槽によって浄化された処理水に対して希釈水を供給して前記処理水の温度低下と希釈を行う希釈槽が備えられていることが好ましい。
処理水に対して希釈水が供給されて混合された後で自然界に排出されるため、温排水となることもなく、自然環境保護に適合した汚水浄化装置を構築することができる。
In the sewage purification apparatus of this invention, it is preferable that the dilution tank which supplies dilution water with respect to the treated water purified by the aerobic tank and performs the temperature fall and dilution of the treated water is provided.
Since the dilution water is supplied to the treated water and mixed, it is discharged to the natural world, so that the wastewater purification apparatus suitable for natural environment protection can be constructed without becoming warm drainage.
本発明の汚水浄化装置においては、前記メタン発酵装置にはｐＨセンサとアンモニア濃度センサとが設けられ、前記メタン発酵装置にはアルカリ液供給部と水供給部とが接続され、前記ＢＯＤ制御部は、前記メタン発酵装置内での汚水のｐＨとアンモニア濃度がメタン菌繁殖のための適正値となるように、前記アルカリ液供給部からアルカリ液を前記メタン発酵装置に送出するとともに、前記水供給部から水を前記メタン発酵装置に送出する構成とすることが好ましい。 In the sewage purification apparatus of the present invention, the methane fermentation apparatus is provided with a pH sensor and an ammonia concentration sensor, the methane fermentation apparatus is connected with an alkaline liquid supply unit and a water supply unit, and the BOD control unit is The alkaline liquid is sent from the alkaline liquid supply unit to the methane fermentation apparatus so that the pH and ammonia concentration of the sewage in the methane fermentation apparatus become appropriate values for the growth of methane bacteria, and the water supply unit The water is preferably sent to the methane fermentation apparatus.
メタン発酵装置におけるメタン菌による汚水のＢＯＤ除去率は、メタン発酵装置内でのｐＨやアンモニア濃度に影響を受ける。ＢＯＤ値の高い汚水が大量に、あるいは長時間に亘って流れ込むと、嫌気槽での浄化に大きな負担がかかるばかりでなく、メタン発酵装置でのＢＯＤ除去も効率的に進行しない状況が生じる。このような状況が発生することを考慮して、メタン発酵装置でのｐＨとアンモニア濃度をメタン菌繁殖のための適正値にすることで、メタン発酵装置での高いＢＯＤ除去率を維持することができ、メタン発酵装置で生成された消化液を、好気槽や処理水流出管に流出させることが可能となり、嫌気槽での浄化の負担を軽減することができる。 The BOD removal rate of sewage by methane bacteria in the methane fermentation apparatus is affected by the pH and ammonia concentration in the methane fermentation apparatus. When sewage with a high BOD value flows in a large amount or for a long time, not only a large burden is imposed on purification in the anaerobic tank, but also a situation in which removal of BOD in the methane fermentation apparatus does not proceed efficiently. In consideration of the occurrence of such a situation, it is possible to maintain a high BOD removal rate in the methane fermentation apparatus by setting the pH and ammonia concentration in the methane fermentation apparatus to appropriate values for the reproduction of methane bacteria. It is possible to allow the digestive juice generated in the methane fermentation apparatus to flow out to the aerobic tank or the treated water outflow pipe, and the purification burden in the anaerobic tank can be reduced.
本発明によると、発生する汚水の量や汚水濃度が変動しても、汚水浄化装置を構成する特定の部位に大きな浄化負荷がかかることを防止して、汚水処理速度を適正な水準に維持することが可能な汚水浄化装置を実現することができる。 According to the present invention, even if the amount of sewage generated and the concentration of sewage fluctuate, it is possible to prevent a large purification load from being applied to a specific part constituting the sewage purification apparatus and maintain the sewage treatment speed at an appropriate level. It is possible to realize a sewage purification device that can be used.
以下に、本発明の汚水浄化装置を、その実施形態に基づいて説明する。
図１に、本発明の第１実施形態に係る汚水浄化装置の構成を示す。
図１において、屋外に配置された貯水タンク１の上方には、雨水を供給する雨水供給管２が配置され、雨水供給管２から流入する雨水が貯水タンク１内に蓄積されている。貯水タンク１には配水管３を介して給水器４が接続され、貯水タンク１に蓄積された雨水が給水器４に供給される。この給水器４にはまた、水道水供給部５と地下水供給部６とが水道水供給管７、地下水供給管８を介して接続されており、水道水または地下水が必要に応じて給水器４に供給される。
Below, the sewage purification apparatus of this invention is demonstrated based on the embodiment.
In FIG. 1, the structure of the sewage purification apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention is shown.
In FIG. 1, a
貯水タンク１には、貯水残量を検出する貯水残量センサ９が設置されており、この貯水残量センサ９は、給水器４に設置された給水制御部１０と電気的に接続されている。また、給水器４に設置された給水制御部１０は、室内に設置された給水ボタン１１と電気的に接続されている。
The water storage tank 1 is provided with a remaining water storage sensor 9 that detects the remaining amount of stored water, and the remaining water storage sensor 9 is electrically connected to a water
本発明においては、節水の観点から、雨水供給管２から供給される雨水を優先的に使用するが、降水量が少ないときなど、雨水の備蓄が不十分な場合に備えて、貯水残量センサ９からの情報に基づいて、必要に応じて水道水または地下水が使用される。使用する水の選択は、基本的には貯水残量センサ９と給水制御部１０とによって自動的に行われるが、室内に設置された給水ボタン１１によって、手動によって使用する水の種類を選択することもできる。
In the present invention, from the viewpoint of saving water, rainwater supplied from the
給水器４は配水管１２を介して水流量調節部１３に接続されており、給水器４から水流量調節部１３に供給された水は、水流量調節部１３に接続された複数の分岐管である分岐管１４、分岐管１５、分岐管１６によって、配分される水の分配比が考慮されて配分される。この水の配分については後に詳述する。
The water supply device 4 is connected to the water flow
水流量調節部１３と分岐管１４との接続部には電磁弁３１が設けられ、水流量調節部１３と分岐管１５との接続部には電磁弁３２が設けられ、水流量調節部１３と分岐管１６との接続部には電磁弁３３が設けられている。
水流量調節部１３における水流量の調節は、分岐制御部１７によってなされ、この分岐制御部１７には、電磁弁３１、電磁弁３２、電磁弁３３のそれぞれと、後述する汚水濃度センサ１８、処理水濃度センサ１９、希釈槽濃度センサ２７のそれぞれが電気的に接続されている。
A
Adjustment of the water flow rate in the water flow
浄化槽は、嫌気槽２１と好気槽２２とから形成されており、嫌気槽２１には嫌気性微生物が充填され、好気槽２２には好気性微生物が充填されている。嫌気槽２１には汚水流入管２３が連結され、嫌気槽２１に対して生活排水等の汚水が流入する。また、好気槽２２の入口側には、好気槽２２に流入する汚水の濃度を検出する汚水濃度センサ１８が設置され、好気槽２２の出口側には、好気槽２２から流出する処理水の濃度を検出する処理水濃度センサ１９が設置されている。汚水濃度センサ１８を設ける位置は、好気槽２２内での汚水の流れを考慮して、好気槽２２の上方寄りとするのが好ましい。
The septic tank is formed of an
分岐管１４は好気槽２２に接続されており、好気槽２２の希釈が必要な場合には、分岐管１４を介して水流量調節部１３から水が供給され、この水は好気槽２２に流入して汚水を希釈する。好気槽２２には処理水流出管２４が接続され、この処理水流出管２４の途中に、好気槽２２側から見て噴霧槽２５、希釈槽２６の順に配置されている。噴霧槽２５には分岐管１５が接続され、また、希釈槽２６には分岐管１６が接続されており、噴霧槽２５と希釈槽２６に水流量調節部１３から水が供給される。また、希釈槽２６には別途雨樋を設けて、雨水が直接希釈槽２６に流入する構造としてもよい。
The
浄化槽ではまず、嫌気槽２１で汚水中の浮遊物が取り除かれるとともに、嫌気性微生物によって汚水に含まれる有機物が除去される。
浄化槽においては、生活排水中に含まれる窒素を除去することが必要であるが、排水中に含まれる窒素の多くは、屎尿などに含まれるアンモニアがイオン化したアンモニウムイオンとして存在しており、このアンモニウムイオンを酸化することによって、亜硝酸イオンを経て硝酸イオンに変換する。この硝化の過程は好気槽２２において行われる。
In the septic tank, first, suspended substances in the sewage are removed in the
In septic tanks, it is necessary to remove nitrogen contained in domestic wastewater, but most of the nitrogen contained in wastewater exists as ammonium ions that are ionized from ammonia contained in manure. Oxidized ions are converted to nitrate ions via nitrite ions. This nitrification process is performed in the
しかし、好気槽２２に流入する汚水の濃度が高すぎると、好気槽２２に充填されている好気性微生物が異常繁殖し、その結果、好気槽２２内のＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）が高くなる。ＢＯＤは、微生物が水中の有機物を分解するときに消費する酸素量であり、この消費する酸素量の増大によって好気槽２２内が酸欠状態となり、好気性微生物が死滅する。また、好気槽２２に流入する汚水に、好気性微生物の繁殖に適さない洗剤等が多く含まれている場合には、やはり好気性微生物が死滅する。
However, if the concentration of sewage flowing into the
そのため、汚水濃度センサ１８が、好気槽２２に流入する汚水の濃度が基準値より高いことを検知したときは、分岐制御部１７は汚水濃度センサ１８によって検知される汚水濃度に基づいて、好気槽２２内での細菌の繁殖が最適となるように、電磁弁３１を開いて、水流量調節部１３から分岐管１４を介して好気槽２２に水を送出する。送出される水の水量は、汚水濃度センサ１８によって検知される汚水濃度と汚水濃度の基準値との差によって調整され、この差が大きい程大量の水が送出され、汚水濃度センサ１８によって検知される汚水濃度が汚水濃度の基準値と等しくなったときに、電磁弁３１が閉じられて水流量調節部１３からの水の送出が停止される。電磁弁３１の開閉は、汚水濃度センサ１８の検知濃度に応じた電圧が分岐制御部１７に出力されることによってなされる。
For this reason, when the sewage concentration sensor 18 detects that the concentration of sewage flowing into the
一方、ＢＯＤ値が低下しすぎると、微生物のえさが減少することとなって微生物が減少し、汚水浄化能力が低下するため、微生物の適正な繁殖がなされる程度のＢＯＤ値を保つことが必要である。そのため、汚水濃度センサ１８が、好気槽２２内の汚水の濃度が基準値より低いことを感知したときは、初めから電磁弁３１が閉じられて水流量調節部１３からの水の送出はなされない。
On the other hand, if the BOD value is too low, the microorganisms will be reduced and the microorganisms will be reduced, and the sewage purification ability will be reduced. Therefore, it is necessary to maintain the BOD value so that the microorganisms can be properly propagated. It is. Therefore, when the sewage concentration sensor 18 senses that the concentration of sewage in the
上述した分岐制御部１７の機能によって、好気槽２２内は常に好気性微生物が好適に繁殖できる状態が維持され、これにより汚水処理能力が高いレベルで維持される。
硝化の過程によって好気槽２２内で生成された硝酸イオンは、硝化液として嫌気槽２１に戻され、嫌気槽２１内で還元されて窒素分子となり、窒素分子は大気中に放散されて排水中から分離する。
By the function of the
Nitrate ions generated in the
分岐制御部１７はまた、処理水濃度センサ１９によって検知される処理水濃度に基づいて、好気槽２２での浄化後に流出する処理水の希釈のために、電磁弁３２の開閉を制御することにより、水流量調節部１３から分岐管１５を介して処理水流出管２４に送出される水量を調整する機能を有している。
これは、上述したように、好気槽２２でのＢＯＤ値は、微生物の繁殖を最適に維持する観点から一定の基準値以上に保たれる必要があるが、好気槽２２での浄化後に流出する処理水のＢＯＤ値と、自然界に排出される排水に求められるＢＯＤ値との間にはギャップがあり、自然界に排出するのに適する排水とするためには、好気槽２２から流出する処理水をさらに希釈してＢＯＤ値を下げることが必要であるからである。
The
As described above, the BOD value in the
水流量調節部１３から分岐管１５を介して送出される水は、処理水流出管２４に直接流入して処理水を希釈するようにしてもよいが、図１においては、処理水流出管２４と分岐管１５との間に噴霧槽２５を設けている。浄化槽２０によって処理された処理水は、処理水流出管２４から排出されるが、この処理水流出管２４には噴霧槽２５が設けられており、噴霧槽２５には分岐管１５が連結されている。
The water sent from the water flow
処理水濃度が基準値よりも高いことを処理水濃度センサ１９が検知すると、分岐制御部１７は、処理水濃度センサ１９によって検知される処理水濃度に基づいて、好気槽２２での浄化後に流出する処理水の希釈のために、電磁弁３２を開いて、水流量調節部１３から分岐管１５を介して噴霧槽２５に水を送出する。噴霧槽２５は処理水流出管２４を流れる処理水に対して霧状の水を吹き付ける。電磁弁３２の開閉は、処理水濃度センサ１９の検知濃度に応じた電圧が分岐制御部１７に出力されることによってなされる。
送出される水の水量は、処理水濃度センサ１９によって検知される処理水濃度と自然界に放出される排水の基準値との差によって調整され、この差が大きい程大量の水が送出される。自然界に排出される排水に求められるＢＯＤ値は５ｐｐｍ程度であり、処理水のＢＯＤ値がこのレベルに達するまで、段階的または連続的に送出される水量を変えて処理水を希釈する。
When the treated
The amount of water to be sent out is adjusted by the difference between the treated water concentration detected by the treated
処理水を希釈するにあたって、希釈後の処理水の濃度ができる限り均等であることが好ましいが、噴霧槽２５は霧状の水を吹き付けるため、処理水の特定の領域だけが希釈されることがなく、処理水の濃度を均等にする点において有利である。噴霧槽２５の形態としては、例えば、ノズル形状の噴霧口を有し、この噴霧口から所定の圧力で水が噴出するようにすればよい。また、噴霧槽２５内において処理水流出管２４に沿って噴霧口を複数設けるように配置すると、処理水流出管２４を所定の流速で流れる処理水を希釈するにあたって、噴霧による希釈のタイミングを失することを抑制できる。
In diluting the treated water, the concentration of the treated water after dilution is preferably as uniform as possible. However, since the
処理水流出管２４にはさらに希釈槽２６を設けることができ、噴霧槽２５から噴出する霧状の水によって希釈された処理水は、この希釈槽２６に一時的に蓄えられる。希釈槽２６内に希釈槽濃度センサ２７が設けられており、希釈槽２６には水流量調節部１３から送出される水を供給する分岐管１６が接続され、水流量調節部１３と分岐管１６との接続部には電磁弁３３が設けられている。
The treatment
分岐制御部１７は希釈槽濃度センサ２７によって検知される希釈槽２６内の濃度に基づいて、電磁弁３３の開閉を制御することにより、水流量調節部１３から分岐管１６を介して希釈槽２６に送出される水量を調整する。電磁弁３３の開閉は、希釈槽濃度センサ２７の検知濃度に応じた電圧が分岐制御部１７に出力されることによってなされる。送出される水の水量は、希釈槽濃度センサ２７によって検知される希釈槽２６内の濃度と自然界に放出される排水の基準値との差によって調整され、この差が大きい程大量の水が送出される。
The
希釈槽２６内の濃度が自然界に放出される排水の基準値と等しくなったときは、原則として電磁弁３３が閉じられて水の送出が停止するが、貯水されている水量が充分である場合には、さらに水を送出して可能な限り希釈することも可能である。このようにして、噴霧槽２５で希釈された後の処理水は、希釈槽２６においてさらに希釈され、その上澄み液が放出される。また、希釈槽２６に別途雨樋を設けて雨水が直接希釈槽２６に流入する構造とすることによって、雨水を直接利用することもできる。
When the concentration in the
上述したように、汚水濃度センサ１８、処理水濃度センサ１９、希釈槽濃度センサ２７によって検知されるそれぞれの濃度に基づいて、電磁弁３１、電磁弁３２、電磁弁３３の開閉を制御し、分岐管１４、分岐管１５、分岐管１６を介して水を供給しており、その結果、それぞれの供給目的に応じて水流量調節部１３から配分される水の分配比が無駄なく決定される構成となっている。
このように、好気槽２２内の細菌の繁殖状態を最適化するために必要な水を最小限使用して、細菌による浄化機能を最高レベルで高めて浄化しているため、浄化の効果は最大となる一方で、細菌による浄化ではなおも残留する汚水成分を希釈しているため、使用する水の総和としては最小限の使用量で、自然界に放出できるレベルのきれいな排水を得ることができ、節水と自然環境の保護の両面において大きな効果がある。
As described above, on the basis of the respective concentrations detected by the sewage concentration sensor 18, the treated
In this way, since the purification function by the bacteria is enhanced and purified at the highest level by using the minimum amount of water necessary for optimizing the breeding state of the bacteria in the
嫌気槽２１には汚水送出管４０を介してメタン発酵装置４１が接続されており、汚水送出管４０には電磁弁４２が設けられている。汚水送出管４０は、汚水流入管２３を分岐させて形成し、メタン発酵装置４１に接続させてもよい。メタン発酵装置４１には、メタン発酵装置内ＢＯＤセンサ４３とメタンガス排出口４４が設けられている。メタン発酵装置４１では、汚水送出管４０を介して嫌気槽２１または汚水流入管２３から流入した汚水中の汚泥が、メタン菌によって分解されてメタンが発生し、メタンはメタンガス排出口４４から排出されるとともに、メタン発生によって汚水濃度が低下して、メタン発酵装置４１内では、水質の汚濁の指標であるＢＯＤが低減される。このように、メタン発酵装置４１は、メタン発生と、汚水濃度の低下すなわちＢＯＤ低減の２つの役割を担っている。
電磁弁４２の開閉のタイミングは、状況に応じて適宜定めることができ、例えば、家庭用に使用する場合には、１日に１回の割合で時間を定めて開いて、汚水をメタン発酵装置４１に流すようにすることができる。
A
The timing for opening and closing the
メタン発酵装置４１には、メタン菌によって汚水の原水よりもＢＯＤ値を低減された消化液を送出する消化液送出管４５が取り付けらており、この消化液送出管４５の先端側、すなわちメタン発酵装置４１に接続されている側とは反対側では、嫌気槽流入管４６、好気槽流入管４７、処理水側流入管４８の３つに分岐している。嫌気槽流入管４６は嫌気槽２１に接続され、好気槽流入管４７は好気槽２２に接続され、処理水側流入管４８は処理水流出管２４に接続されている。嫌気槽流入管４６には電磁弁４９が設けられ、好気槽流入管４７には電磁弁５０が設けられ、処理水側流入管４８には電磁弁５１が設けられている。
The
嫌気槽２１には嫌気槽ＢＯＤセンサ５２が設けられ、好気槽２２には好気槽ＢＯＤセンサ５３が設けられている。ＢＯＤ制御部６０には、電磁弁４９、電磁弁５０、電磁弁５１のそれぞれと、メタン発酵装置内ＢＯＤセンサ４３、嫌気槽ＢＯＤセンサ５２、好気槽ＢＯＤセンサ５３のそれぞれが電気的に接続されている。なお、嫌気槽２１内では、汚水中の浮遊物が上方で浮遊しているため、汚水のＢＯＤを正確に検知するためには、嫌気槽ＢＯＤセンサ５２は嫌気槽２１中の下方寄りに設けるのが好ましい。
The
メタン発酵装置４１内には、ｐＨセンサ６１、アンモニア濃度センサ６２が設けられており、メタン発酵装置４１に対して、アルカリ液供給部６３がアルカリ液供給管６４を介して接続され、水供給部６５が水供給管６６を介して接続されている。アルカリ液供給管６４には電磁弁６７が設けられ、水供給管６６には電磁弁６８が設けられている。
ＢＯＤ制御部６０には、電磁弁６７、電磁弁６８のそれぞれと、ｐＨセンサ６１、アンモニア濃度センサ６２のそれぞれが電気的に接続されている。
また、必要に応じて、メタン発酵装置４１に対して栄養水供給部、界面活性剤供給部を接続して、メタン発酵装置４１に栄養水や界面活性剤を供給してメタン菌の活動を活性化することもできる。
In the
Each of the
If necessary, a nutrient water supply unit and a surfactant supply unit are connected to the
図２に、図１に示す汚水浄化装置におけるＢＯＤ制御の系統図を示す。
図２に示すように、メタン発酵装置内ＢＯＤセンサ４３によって検知された消化液のＢＯＤ情報は、ＢＯＤ制御部６０に送信され、ＢＯＤ制御部６０は、消化液のＢＯＤ情報に基づいて、電磁弁４９、電磁弁５０、電磁弁５１のいずれか一つを開いて、消化液を嫌気槽２１、好気槽２２、処理水排出管２４のいずれかに流出させる。
一例として、嫌気槽２１での汚水のＢＯＤ基準値を８０ｐｐｍ以上、好気槽２２での汚水のＢＯＤ基準値を２０ｐｐｍ以上８０ｐｐｍ未満、処理水排水管２４での処理水のＢＯＤ基準値を２０ｐｐｍ未満として、それぞれのＢＯＤ基準値を設定した場合について説明する。
FIG. 2 shows a system diagram of BOD control in the sewage purification apparatus shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the BOD information of the digestive juice detected by the
As an example, the BOD standard value of sewage in the
メタン発酵装置４１内に送り込まれる生活排水または工場排水の原水のＢＯＤが４００ｐｐｍであり、メタン発酵装置４１のＢＯＤ除去率が５０パーセントの場合、メタン発酵装置４１から排水される消化液のＢＯＤは２００ｐｐｍとなる。この消化液のＢＯＤ値は、好気槽２２でのＢＯＤ基準値の上限を超えているが、ＢＯＤ制御部６０は、好気槽ＢＯＤセンサ５３が検知する好気槽２２内のＢＯＤ情報に基づいて、消化液の送り先を判断する。
When the BOD of raw water of domestic wastewater or factory wastewater sent into the
好気槽ＢＯＤセンサ５３のＢＯＤ値が８０ｐｐｍ以上となっている場合には、電磁弁４９を開いて消化液を嫌気槽２１に供給する。これは、好気槽２２内でのＢＯＤがすでに基準値の上限を超えており、これ以上好気槽２２内でのＢＯＤ値を高める必要がないケースであり、このときは、消化液は嫌気槽２１に送られて、嫌気槽２１によって消化液の処理がなされる。
When the BOD value of the aerobic
一方、好気槽ＢＯＤセンサ５３のＢＯＤ値が、好気槽２２のＢＯＤ基準値の上限と下限との中間値である、５０ｐｐｍ以下の場合には、電磁弁５０を開いて、消化液は好気槽ＢＯＤセンサ５３のＢＯＤ値が８０ｐｐｍになるまで好気槽２２に供給され、好気槽ＢＯＤセンサ５３のＢＯＤ値が８０ｐｐｍを超えたら、電磁弁５０を閉じ、電磁弁４９を開いて、消化液は嫌気槽２１に供給される。これは、好気槽２２内のＢＯＤ値が基準値の上限に達しておらず、好気槽２２内の好気性細菌の繁殖を促進するために、好気槽２２内のＢＯＤ値が基準値の上限に達するまで、消化液を好気槽２２に流すケースであり、これによって、好気槽２２内で消化液の処理がなされるとともに、好気槽２２内のＢＯＤ値が基準値の上限に達した後は、嫌気槽２１によって消化液の処理がなされる。
On the other hand, when the BOD value of the aerobic
次に、メタン発酵装置４１内に送り込まれる生活排水または工場排水の原水が４００ｐｐｍであり、メタン発酵装置４１のＢＯＤ除去率が９０パーセントの場合には、メタン発酵装置４１から排水される消化液のＢＯＤは４０ｐｐｍとなる。このときは、電磁弁５０を開いて、消化液は好気槽２２に供給される。これは、消化液のＢＯＤが、好気槽２２のＢＯＤ基準値の上限を超えていないケースであり、好気槽２２内で消化液の処理がなされる。
Next, when the raw water of domestic wastewater or factory wastewater sent into the
次に、メタン発酵装置４１内に送り込まれる生活排水または工場排水の原水が４００ｐｐｍであり、メタン発酵装置４１のＢＯＤ除去率が９５パーセントの場合には、メタン発酵装置４１から排水される消化液のＢＯＤは２０ｐｐｍとなる。このときは、電磁弁５１を開いて、消化液は処理水流出管２４に供給される。これは、消化液のＢＯＤが、好気槽２２のＢＯＤ基準値の下限を下回っており、メタン発酵装置４１内での処理ですでに、処理水排水管２４に流出できるレベルにまで処理が進んでいるケースである。
Next, when the raw water of domestic wastewater or factory wastewater sent into the
このように、汚水はメタン発酵装置４１によってＢＯＤ値を低減され、ＢＯＤ値を低減された消化液は、そのＢＯＤ値のレベルに応じて、嫌気槽２１、好気槽２２、処理水排出管２４のいずれかに流出する構成となっている。
消化液の流出先は、基本的には、メタン発酵装置内ＢＯＤセンサ４３によって検知された消化液のＢＯＤ値と、好気槽２２のＢＯＤ基準値の上限および下限との比較によってなされる。消化液のＢＯＤ値が好気槽２２のＢＯＤ基準値の上限より大きいときは、消化液は嫌気槽２１へ流出し、消化液のＢＯＤ値が好気槽２２のＢＯＤ基準値の上限より小さく、好気槽２２のＢＯＤ基準値の下限より大きいときは、消化液は好気槽２２へ流出し、消化液のＢＯＤ値が好気槽２２のＢＯＤ基準値の下限より小さいときは、消化液は処理水排水管へ流出する。
In this way, the sewage is reduced in BOD value by the
The outflow destination of the digested liquid is basically determined by comparing the BOD value of the digested liquid detected by the
ただし、好気槽２２内の好気性細菌の繁殖を促進するために、好気槽ＢＯＤセンサ５３が検知する好気槽２２内の汚水のＢＯＤ値が、好気槽２２のＢＯＤ基準値の上限と下限との中間値以下の場合であって、消化液のＢＯＤ値が好気槽２２のＢＯＤ基準値の上限より大きいときは、消化液を好気槽２２に流出させ、好気槽ＢＯＤセンサ５３が検知する好気槽２２内の汚水のＢＯＤ値が好気槽２２のＢＯＤ基準値の上限を超えた時点で、消化液を嫌気槽２１へ流出させてもよい。
However, in order to promote the growth of aerobic bacteria in the
本発明においては、メタン発酵装置４１で発生する消化液のＢＯＤ値のレベルによって、消化液の流出先を振り分けているため、汚水の量や汚水濃度が変動しても、汚水浄化装置を構成する特定の部位に大きな浄化負荷がかかって汚水浄化能力が低下することを防止できる。そのため、汚水処理速度を適正な水準に維持することができる。
In the present invention, the outflow destination of the digestive liquid is distributed according to the level of the BOD value of the digestive liquid generated in the
図３に、図１に示す汚水浄化装置におけるメタン発酵装置のＢＯＤ除去率制御の系統図を示す。
ｐＨセンサ６１によって検知されるメタン発酵装置４１内の汚水のｐＨ情報は、ＢＯＤ制御部６０に送信され、メタン発酵装置４１内の汚水のｐＨがｐＨ基準値を下回っているときは、ＢＯＤ制御部６０は電磁弁６７を開いて、アルカリ液をメタン発酵装置４１に供給して、ｐＨを適正値にする。アルカリ液として苛性ソーダや石灰水等を用いることができる。
FIG. 3 shows a system diagram of the BOD removal rate control of the methane fermentation apparatus in the sewage purification apparatus shown in FIG.
The pH information of the sewage in the
また、アンモニア濃度センサ６２によって検知されるメタン発酵装置４１内の汚水のアンモニア濃度情報は、ＢＯＤ制御部６０に送信され、メタン発酵装置４１内の汚水のアンモニア濃度がアンモニア濃度基準値を超えているときは、ＢＯＤ制御部６０は電磁弁６８を開いて、水をメタン発酵装置４１に供給して、アンモニア濃度を低下させる。
Moreover, the ammonia concentration information of the sewage in the
メタン発酵装置４１におけるメタン菌による汚水のＢＯＤ除去率は、メタン発酵装置４１内でのｐＨやアンモニア濃度に影響を受ける。メタン菌は、ｐＨが６．５〜８．５程度の領域でないと、発酵分解能力が著しく低下するため、メタン発酵装置４１においては、ｐＨを６．５〜８．５程度の領域に保つことが好ましい。また、アンモニア濃度は２０００ｍｇ／Ｌ以下とすることが好ましい。
The BOD removal rate of sewage by methane bacteria in the
ＢＯＤ値の高い汚水が大量に、あるいは長時間に亘って流れ込むと、嫌気槽２１での浄化に大きな負担がかかるばかりでなく、メタン発酵装置４１でのＢＯＤ除去も効率的に進行しない状況が生じる。このような場合には、メタン発酵装置４１でのｐＨとアンモニア濃度をメタン菌繁殖のための適正値にすることで、メタン発酵装置４１でのＢＯＤ除去を促進させることが有効である。
When a large amount of sewage with a high BOD value flows over a long period of time, not only a large burden is imposed on the purification in the
一例として、ｐＨ基準値を６．５とすると、メタン発酵装置４１内の汚水のｐＨがこのｐＨ基準値を下回っているときは、ＢＯＤ制御部６０は電磁弁６７を開いて、アルカリ液をメタン発酵装置４１に供給して、ｐＨを適正値にする。また、アンモニア濃度基準値を２０００ｍｇ／Ｌとすると、メタン発酵装置４１内の汚水のアンモニア濃度がこのアンモニア濃度基準値を超えているときは、ＢＯＤ制御部６０は電磁弁６８を開いて、水をメタン発酵装置４１に供給して、アンモニア濃度を低下させる。
As an example, assuming that the pH reference value is 6.5, when the pH of the sewage in the
この操作によって、メタン発酵装置４１での高いＢＯＤ除去率を維持することができ、メタン発酵装置４１で生成された消化液を、嫌気槽２２ではなく、好気槽２２や処理水流出管２４に流出させることが可能となり、嫌気槽２１での浄化の負担を軽減することができる。特に、汚水濃度の変動が大きい場合に、汚水処理能力の平準化を行って、処理速度を速めることができる点において有利である。
By this operation, a high BOD removal rate in the
なお、嫌気槽２１と好気槽２２における浄化作用の向上のため、嫌気槽２１と好気槽２２にも同様のｐＨセンサ、アンモニア濃度センサを設けて、ｐＨとアンモニア濃度の制御を行うことも可能である。例えば、嫌気槽２１内での脱窒反応についての最適ｐＨは７．０前後であり、好気槽２２での硝化反応についての最適ｐＨは７．０から８．０であるので、いずれの場合もｐＨを７．０程度に維持できるように操作するとよい。また、嫌気槽２１でのアンモニア濃度は１０００ｍｇ／Ｌ以下とするのがよく、好気槽２２でのアンモニア濃度は１５０ｍｇ／Ｌ以下とするのがよい。
In order to improve the purification action in the
図４に、本発明の第２実施形態に係る汚水浄化装置の構成を示す。
本実施形態においては、第１実施形態と重複する部分があるため、以下の説明においては、重複部分については省略する。
給水器４には、給水管７０を介して温水器７１が接続されており、給水管７０には、水流量調節弁７２が設けられている。温水器７１には給温水管７５を介して好気槽２２が接続され、給温水管７５には温水流量調節弁７４が設けられている。また、温水器７１には、温水器温度センサ７３が備えられている。
In FIG. 4, the structure of the sewage purification apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention is shown.
In the present embodiment, since there is a portion that overlaps with the first embodiment, the overlapping portion is omitted in the following description.
A water heater 71 is connected to the water feeder 4 through a water supply pipe 70, and a water flow
メタン発酵装置４１のメタンガス排出口４４には、ガス管８０を介してガスメータ８１が接続され、ガス管８２を介してガスホルダー８３に接続されてメタンガスが蓄積される。さらに、ガス管８４を介して圧力調整センサ８５に接続されてガス圧が調整される。その後、ガス管８６を介して接続された脱硫塔８７で脱硫されて、ガス管８８を介して熱水発生装置８９へ送られる。
A
熱水発生装置８９には、熱水送出管９０を介して温水器９２が接続され、熱水送出管９０には熱水流量調節弁９１が設けられている。また、熱水発生装置８９には、熱水送出管９３を介して温水器７１が接続され、熱水送出管９３には熱水流量調節弁９４が設けられている。
給水器４には給水管９５を介して温水器９２が接続され、給水管９５には、水流量調節弁９６が設けられている。温水器９２には給温水管９７を介して嫌気槽２１が接続され、給温水管９７には温水流量調節弁９８が設けられている。また、温水器９２には給温水管９９を介してメタン発酵装置４１が接続されている。温水器９２から給温水管９９を介して送られる温水は、メタン発酵装置４１の保温のために用いられる。
A
A
温水器９２には温水器温度センサ１００が備えられ、嫌気槽２１には嫌気槽温度センサ１０１が備えられ、好気槽２２には好気槽温度センサ１０２が備えられている。また、希釈槽２６には希釈槽温度センサ１０３が設けられている。
温度制御部１１０には、水流量調節弁７２、熱水流量調節弁９１、熱水流量調節弁９４、水流量調節弁９６、温水流量調節弁７４、温水流量調節弁９８のそれぞれと、温水器温度センサ７３、温水器温度センサ１００、嫌気槽温度センサ１０１、好気槽温度センサ１０２のそれぞれが電気的に接続されている。また、温度制御部１１０には、電磁弁３２、電磁弁３３と、希釈槽温度センサ１０３が電気的に接続されている。
The
The
図５、図６、図７に、図４に示す汚水浄化装置における温度制御の系統図を示す。
図５は、嫌気槽２１での汚水浄化のための温度管理の制御系統図であり、嫌気槽温度センサ１０１によって検知された嫌気槽２１の温度情報は、温度制御部１１０に送信され、温度制御部１１０は、嫌気槽２１の温度情報に基づいて、熱水流量調節弁９１と水流量調節弁９６とを制御する。
FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 7 show system diagrams of temperature control in the sewage purification apparatus shown in FIG.
FIG. 5 is a control system diagram of temperature management for purification of sewage in the
嫌気槽内で生息する嫌気性細菌である脱窒菌の繁殖に最適な温度範囲は、２５℃以上３０℃以下であり、嫌気槽２１中の汚水の温度がこの最適温度範囲の下限値より低い場合には、熱水流量調節弁９１を通過する熱水流量と、水流量調節弁９６を通過する水流量とを調節して、温水器９２に温水を生成し、この温水を嫌気槽２１に送出して、嫌気槽２１中の汚水の温度が最適な温度範囲となるようにする。
The optimal temperature range for the growth of denitrifying bacteria, which are anaerobic bacteria inhabiting the anaerobic tank, is 25 ° C. or higher and 30 ° C. or lower, and the temperature of sewage in the
具体的に一例を示すと、嫌気槽２１内での最適温度基準値を、最適温度範囲の中心温度である２７．５℃に設定すると、嫌気槽温度センサ１０１によって検知された温度が、最適温度範囲の下限値２５℃を下回って、ｘ℃である場合には、最適温度基準値と検知された温度との差（２７．５−ｘ）に応じて、段階的または連続的に送出される温水量を変えて嫌気槽２１内の温度を上昇させる。
Specifically, when the optimum temperature reference value in the
温水器９２に生成される温水の温度は、温水が嫌気槽２１内の汚水と混合されたときに最適温度範囲内となるようにするため、この最適温度範囲よりも高温となるように設定されている。この温度設定は、嫌気槽温度センサ１０１によって検知された嫌気槽２１の温度によって適宜定められる。この温度設定を実現するために、温水器温度センサ１００によって検知された温水器９２の温度情報は、温度制御部１１０に送出され、熱水流量調節弁９１を通過する熱水流量と、水流量調節弁９６を通過する水流量とを調節して、温水器９２に生成される温水の温度を設定温度に一致させる。生成された温水は、温水流量調節弁９８を開いて嫌気槽２１に流れ込む。
上記の操作により、嫌気槽２１の温度が最適な温度範囲に達すると、温水流量調節弁９８を閉じて、嫌気槽２１への温水の供給を停止する。
The temperature of the warm water generated in the
When the temperature of the
図６は、好気槽２２での汚水浄化のための温度管理の制御系統図であり、好気槽温度センサ１０２によって検知された好気槽２２の温度情報は、温度制御部１１０に送信され、温度制御部１１０は、好気槽２２の温度情報に基づいて、熱水流量調節弁９４と水流量調節弁７２とを制御する。
FIG. 6 is a control system diagram of temperature management for sewage purification in the
好気槽内で生息する好気性細菌である、亜硝酸菌や硝酸菌等の硝化菌の繁殖に最適な温度範囲は、３０℃以上４０℃以下であり、好気槽２２中の汚水の温度がこの最適温度範囲の下限値より低い場合には、熱水流量調節弁９４を通過する熱水流量と、水流量調節弁７２を通過する水流量とを調節して、温水器７１に温水を生成し、この温水を好気槽２２に送出して、好気槽２２中の汚水の温度が最適な温度範囲となるようにする。
The optimal temperature range for the growth of nitrifying bacteria such as nitrite bacteria and nitrate bacteria that are aerobic bacteria that live in the aerobic tank is 30 ° C. or more and 40 ° C. or less, and the temperature of sewage in the
具体的に一例を示すと、好気槽２２内での最適温度基準値を、最適温度範囲の中心温度である３５℃に設定すると、好気槽温度センサ１０２によって検知された温度が、最適温度範囲の下限値３０℃を下回って、ｙ℃である場合には、最適温度基準値と検知された温度との差（３５−ｙ）に応じて、段階的または連続的に送出される温水量を変えて好気槽２２内の温度を上昇させる。
Specifically, when the optimum temperature reference value in the
温水器７１に生成される温水の温度は、温水が好気槽２２内の汚水と混合されたときに最適温度範囲内となるようにするため、この最適温度範囲よりも高温となるように設定されている。この温度設定は、好気槽温度センサ１０２によって検知された好気槽２２の温度によって適宜定められる。この温度設定を実現するために、温水器温度センサ７３によって検知された温水器７１の温度情報は、温度制御部１１０に送出され、熱水流量調節弁９４を通過する熱水流量と、水流量調節弁７２を通過する水流量とを調節して、温水器７１に生成される温水の温度を設定温度に一致させる。生成された温水は、温水流量調節弁７４を開いて好気槽２２に流れ込む。
上記の操作により、好気槽２２の温度が最適な温度範囲に達すると、温水流量調節弁７４を閉じて、好気槽２２への温水の供給を停止する。
The temperature of the warm water generated in the water heater 71 is set to be higher than the optimum temperature range so that the warm water is within the optimum temperature range when mixed with the sewage in the
When the temperature of the
図７は、希釈槽２６から排出される処理水の温度管理のための制御系統図であり、希釈槽温度センサ１０３によって検知された希釈槽２６内の処理水の温度情報は、温度制御部１１０に送信され、温度制御部１１０は、希釈槽２６内の処理水の温度情報に基づいて、電磁弁３３と電磁弁３２とを制御する。
FIG. 7 is a control system diagram for managing the temperature of the treated water discharged from the
電磁弁３３を開くことによって、水流量調節部１３から水が希釈槽２６に供給されるため、希釈槽温度センサ１０３によって検知される温度が常温となるまで、好気槽２２で加温されて浄化された処理水の温度を低下させる。また、補助的に、電磁弁３２を開いて、噴霧槽２５へ水を供給して、処理水の温度を低下させることができる。
By opening the
希釈槽温度センサ１０３によって検知される温度が常温となった時点で、電磁弁３２、電磁弁３３を閉じて、水流量調節部１３から水の供給が停止されるようにしてもよいが、水流量調節部１３からの水の供給は、前述したように、処理水の希釈の役割を持っているため、希釈のための水準を満たすまで水の供給を続けるようにすることが好ましい。
When the temperature detected by the dilution
上述した温度制御により、嫌気槽２１、好気槽２２での汚水浄化速度を速めることができ、より少量の希釈水で効率的な浄化を実現することができるとともに、処理水に対して水流量調節部１３から送出される水が混合されて自然界に排出されるため、温排水となることもなく、自然環境保護に適合した汚水浄化装置となっている。さらに、嫌気槽２１、好気槽２２での温度管理に必要なエネルギーは、汚泥を分解して生成されたメタンから得ており、汚水浄化の過程で得られたエネルギーを汚水処理能力の向上に利用しているため、循環型で省エネルギーに寄与する汚水浄化装置を構築しているということができる。
By the temperature control described above, the sewage purification rate in the
本発明は、発生する汚水の量や汚水濃度が変動しても、汚水浄化装置を構成する特定の部位に大きな負荷がかかることを防止して、汚水処理速度を適正な水準に維持することが可能な汚水浄化装置として利用することができる。 The present invention can prevent a large load from being applied to a specific part constituting the sewage purification apparatus and maintain the sewage treatment speed at an appropriate level even if the amount of sewage generated and the concentration of sewage fluctuate. It can be used as a possible sewage purification device.
１ 貯水タンク
２ 雨水供給管
３ 配水管
４ 給水器
５ 水道水供給部
６ 地下水供給部
７ 水道水供給管
８ 地下水供給管
９ 貯水残量センサ
１０ 給水制御部
１１ 給水ボタン
１２ 配水管
１３ 水流量調節部
１４ 分岐管
１５ 分岐管
１６ 分岐管
１７ 分岐制御部
１８ 汚水濃度センサ
１９ 処理水濃度センサ
２１ 嫌気槽
２２ 好気槽
２３ 汚水流入管
２４ 処理水流出管
２５ 噴霧槽
２６ 希釈槽
２７ 希釈槽濃度センサ
３１ 電磁弁
３２ 電磁弁
３３ 電磁弁
４０ 汚水送出管
４１ メタン発酵装置
４２ 電磁弁
４３ メタン発酵装置内ＢＯＤセンサ
４４ メタンガス排出口
４５ 消化液送出管
４６ 嫌気槽流入管
４７ 好気槽流入管
４８ 処理水側流入管
４９ 電磁弁
５０ 電磁弁
５１ 電磁弁
５２ 嫌気槽ＢＯＤセンサ
５３ 好気槽ＢＯＤセンサ
６０ ＢＯＤ制御部
６１ ｐＨセンサ
６２ アンモニア濃度センサ
６３ アルカリ液供給部
６４ アルカリ液供給管
６５ 水供給部
６６ 水供給管
６７ 電磁弁
６８ 電磁弁
７０ 給水管
７１ 温水器
７２ 水流量調節弁
７３ 温水器温度センサ
７４ 温水流量調節弁
７５ 給温水管
８０、８２、８４、８６、８８ ガス管
８１ ガスメータ
８３ ガスホルダー
８５ 圧力調整センサ
８７ 脱硫塔
８９ 熱水発生装置
９０ 熱水送出管
９１ 熱水流量調節弁
９２ 温水器
９３ 熱水送出管
９４ 熱水流量調節弁
９５ 給水管
９６ 水流量調節弁
９７ 給温水管
９８ 温水流量調節弁
９９ 給温水管
１００ 温水器温度センサ
１０１ 嫌気槽温度センサ
１０２ 好気槽温度センサ
１０３ 希釈槽温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water storage tank 2 Rainwater supply pipe 3 Water distribution pipe 4 Water supply device 5 Tap water supply part 6 Groundwater supply part 7 Tap water supply pipe 8 Groundwater supply pipe 9 Reservoir residual quantity sensor 10 Water supply control part 11 Water supply button 12 Water supply pipe 13 Water flow adjustment Section 14 Branch pipe 15 Branch pipe 16 Branch pipe 17 Branch control section 18 Sewage concentration sensor 19 Treated water concentration sensor 21 Anaerobic tank 22 Aerobic tank 23 Sewage inflow pipe 24 Treated water outflow pipe 25 Spray tank 26 Dilution tank 27 Dilution tank concentration sensor 31 Solenoid valve 32 Solenoid valve 33 Solenoid valve 40 Sewage delivery pipe 41 Methane fermentation device 42 Solenoid valve 43 BOD sensor in methane fermentation device 44 Methane gas outlet 45 Digestion fluid delivery pipe 46 Anaerobic tank inflow pipe 47 Anaerobic tank inflow pipe 48 Treated water Side inlet pipe 49 Solenoid valve 50 Solenoid valve 51 Solenoid valve 52 Anaerobic tank BOD sensor 53 Aerobic tank BOD sensor 60 B D control part 61 pH sensor 62 Ammonia concentration sensor 63 Alkaline liquid supply part 64 Alkaline liquid supply pipe 65 Water supply part 66 Water supply pipe 67 Solenoid valve 68 Solenoid valve 70 Water supply pipe 71 Water heater 72 Water flow control valve 73 Water heater temperature sensor 74 Hot water flow rate adjustment valve 75 Hot water supply pipe 80, 82, 84, 86, 88 Gas pipe 81 Gas meter 83 Gas holder 85 Pressure adjustment sensor 87 Desulfurization tower 89 Hot water generator 90 Hot water delivery pipe 91 Hot water flow rate adjustment valve 92 Hot water 93 Hot water supply pipe 94 Hot water flow control valve 95 Water supply pipe 96 Water flow control valve 97 Hot water pipe 98 Hot water flow control valve 99 Hot water pipe 100 Hot water temperature sensor 101 Anaerobic tank temperature sensor 102 Aerobic tank temperature sensor 103 Dilution tank temperature sensor
Claims (4)
前記嫌気槽または前記汚水流入管は、前記嫌気槽または前記汚水流入管から流入した汚水を前記メタン発酵装置に流入させる汚水送出管を介して前記メタン発酵装置に接続され、前記メタン発酵装置には、メタン菌によって汚水の原水よりもＢＯＤ値を低減された消化液を送出する消化液送出管が接続され、前記消化液送出管は、嫌気槽流入管、好気槽流入管、処理水側流入管の３つに分岐し、前記嫌気槽流入管は前記嫌気槽に接続され、前記好気槽流入管は前記好気槽に接続され、前記処理水側流入管は前記処理水排出管に接続され、
前記嫌気槽流入管には第一の電磁弁が設けられ、前記好気槽流入管には第二の電磁弁が設けられ、前記処理水側流入管には第三の電磁弁が設けられ、
ＢＯＤ制御部は、メタン発酵装置内ＢＯＤセンサが検知する前記消化液のＢＯＤ値と、好気槽のＢＯＤ基準値の上限および下限との比較によって、消化液の流出先を決定し、消化液のＢＯＤ値が好気槽のＢＯＤ基準値の上限より大きいときは、前記第一の電磁弁を開いて消化液を嫌気槽へ流出させ、消化液のＢＯＤ値が好気槽のＢＯＤ基準値の上限より小さく、好気槽のＢＯＤ基準値の下限より大きいときは、前記第二の電磁弁を開いて消化液を好気槽へ流出させ、消化液のＢＯＤ値が好気槽のＢＯＤ基準値の下限より小さいときは、前記第三の電磁弁を開いて消化液を処理水排水管へ流出させることを特徴とする汚水浄化装置。 An anaerobic tank for purifying sewage flowing from the sewage inflow pipe, an aerobic tank connected to the anaerobic tank, a treated water discharge pipe for discharging treated water purified by the aerobic tank, and sludge in the sewage Equipped with a methane fermentation device that decomposes by methane bacteria and generates methane to reduce the BOD value of sewage,
The anaerobic tank or the sewage inflow pipe is connected to the methane fermentation apparatus via a sewage delivery pipe for allowing the sewage flowing from the anaerobic tank or the sewage inflow pipe to flow into the methane fermentation apparatus. The digestive juice delivery pipe is connected to send out digestive juice whose BOD value is reduced by methane bacteria compared to the raw water of the sewage. The digestive juice delivery pipe is connected to the anaerobic tank inlet pipe, aerobic tank inlet pipe, treated water side inflow The anaerobic tank inflow pipe is connected to the anaerobic tank, the aerobic tank inflow pipe is connected to the aerobic tank, and the treated water side inflow pipe is connected to the treated water discharge pipe. And
The anaerobic tank inflow pipe is provided with a first electromagnetic valve, the aerobic tank inflow pipe is provided with a second electromagnetic valve, and the treated water side inflow pipe is provided with a third electromagnetic valve,
The BOD control unit determines the outflow destination of the digestion liquid by comparing the BOD value of the digestion liquid detected by the BOD sensor in the methane fermentation apparatus and the upper and lower limits of the BOD reference value of the aerobic tank. When the BOD value is larger than the upper limit of the BOD reference value of the aerobic tank, the first electromagnetic valve is opened to allow the digestive juice to flow into the anaerobic tank, and the BOD value of the digestive liquid is the upper limit of the BOD reference value of the aerobic tank. If it is smaller and larger than the lower limit of the BOD reference value of the aerobic tank, the second solenoid valve is opened to allow the digestive fluid to flow into the aerobic tank, and the BOD value of the digestive fluid is equal to the BOD reference value of the aerobic tank. When it is smaller than the lower limit, the third electromagnetic valve is opened to allow the digestive fluid to flow into the treated water drain pipe .
前記第一の熱水送出管には第一の熱水流量調節弁が設けられ、前記第一の給水管には第一の水流量調節弁が設けられ、前記第二の熱水送出管には第二の熱水流量調節弁が設けられ、前記第二の給水管には第二の水流量調節弁が設けられ、
前記第一の温水器は第一の給温水管を介して前記嫌気槽に接続され、前記第二の温水器は第二の給温水管を介して前記好気槽に接続され、前記嫌気槽には嫌気槽温度センサが設けられ、前記好気槽には好気槽温度センサが設けられ、
温度制御部は、前記嫌気槽温度センサが検知する前記嫌気槽内の汚水の温度が嫌気性細菌の繁殖のための最適温度範囲の下限値より低い場合には、前記第一の熱水流量調節弁と前記第一の水流量調節弁とを制御して、前記嫌気槽内の汚水の温度が、嫌気性細菌の繁殖に最適な温度となるように前記第一の温水器から前記嫌気槽へ温水を供給するとともに、前記好気槽温度センサが検知する前記好気槽内の汚水の温度が好気性細菌の繁殖のための最適温度範囲の下限値より低い場合には、前記第二の熱水流量調節弁と前記第二の水流量調節弁とを制御して、前記好気槽内の汚水の温度が、好気性細菌の繁殖に最適な温度となるように前記第二の温水器から前記好気槽へ温水を供給することを特徴とする請求項１記載の汚水浄化装置。 A hot water generator that generates hot water from methane delivered from the methane fermentation apparatus, hot water that is delivered from the hot water generator via a first hot water delivery pipe, and a first water supply from a water supply device A first water heater for producing hot water by mixing water sent through a pipe, and a hot water and a water dispenser sent from the hot water generator via a second hot water delivery pipe. A second water heater that mixes the water sent through the second water supply pipe to generate hot water;
The first hot water delivery pipe is provided with a first hot water flow rate adjustment valve, the first water supply pipe is provided with a first water flow rate adjustment valve, and the second hot water delivery pipe is provided with Is provided with a second hot water flow rate adjustment valve, the second water supply pipe is provided with a second water flow rate adjustment valve,
The first water heater is connected to the anaerobic tank via a first water heater pipe, the second water heater is connected to the aerobic tank via a second water heater pipe, and the anaerobic tank Is provided with an anaerobic tank temperature sensor, the aerobic tank is provided with an aerobic tank temperature sensor,
When the temperature of the sewage in the anaerobic tank detected by the anaerobic tank temperature sensor is lower than the lower limit of the optimum temperature range for the growth of anaerobic bacteria, the temperature control unit adjusts the first hot water flow rate. The first water heater to the anaerobic tank so that the temperature of the sewage in the anaerobic tank is optimal for the growth of anaerobic bacteria by controlling the valve and the first water flow control valve When supplying warm water and the temperature of the sewage in the aerobic tank detected by the aerobic tank temperature sensor is lower than the lower limit of the optimum temperature range for the growth of aerobic bacteria, the second heat From the second water heater, the water flow control valve and the second water flow control valve are controlled so that the temperature of the sewage in the aerobic tank is optimal for the growth of aerobic bacteria. The sewage purification apparatus according to claim 1, wherein warm water is supplied to the aerobic tank.
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