JP4765041B2 - 水処理装置 - Google Patents
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Description
図1は、この発明を実施するための実施の形態1における水処理装置の断面図である。この水処理装置は矩形(直方体または立方体)状の単独の生物反応槽1を備え、回分式(バッチ式)活性汚泥法によって下水、排水などの被処理水2を処理するようにしてある。被処理水2は流入手段3を介して生物反応槽1に流入するようにしてあり、生物反応槽1に流入した被処理水2には担体4を流動可能に添加してある。生物反応槽1内の底部には、被処理水2内に空気を吐出して被処理水2を好気状態に保つ散気管5を配置してある。散気管5は、送気管5aを介してブロワ5bに接続してある。また、生物反応槽1内には、処理水(上澄水)を排出するための上澄水排出機(デカンタ)6を設けてある。さらに、生物反応槽1の側壁1aの下部には、沈殿した余剰の汚泥を引き抜くための汚泥引抜口7を設けてある。そして、担体4を生物反応槽1から流出させないようにするために、上澄水排出機6には第1の担体分離器8を設け、汚泥引抜口7には第2の担体分離器9を設けてある。
図6は、この発明を実施するための実施の形態2における水処理装置の断面図であり、図1と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態2における水処理装置では、生物反応槽1内において汚泥引抜口7側に仕切板31を側壁1aと平行に設け、この仕切板31と側壁1aとの間を集泥ボックス32としてある。仕切板31の下部には複数の孔31a(パンチングメタル使用)を設け、これらの孔31aを担体分離器33としてある。これにより、担体分離器33には、凝集汚泥を集泥ボックス32に移流させる機能と、汚泥から担体4を分離する機能を持たせてある。担体分離器33は散気管5の少し上方に設け、散気管4からの空気が担体分離器33の近傍を上昇する際に、担体4が担体分離器33に付着するのを防止できるようにしてある。そして、集泥ボックス32内の底壁1bの隅部にはハンチ34を設けてある。この実施の形態2では、担体4が集泥ボックス32側に流出することを担体分離器33が防止するので、集泥ボックス32では担体4を含まない汚泥のみが沈殿することとなり、汚泥引抜口7から担体4が流出することはない。したがって、この実施の形態2では、実施の形態1と同様な効果を得ることができる上に、担体分離器33の近傍に曝気用の空気が流れるので、担体分離器33の目詰まりを確実に防止することができる。
図7は、この発明を実施するための実施の形態3における水処理装置の断面図であり、図1と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態3における水処理装置では、生物反応槽1に実施の形態2と同様な仕切板31、集泥ボックス32、および担体分離器33を設けてあるばかりでなく、集泥ボックス32の汚泥引抜口7の近傍に更なる散気管35を設けてある。したがって、この実施の形態3では、実施の形態2と同様な効果を得ることができる上に、集泥ボックス32内を散気管35からの空気で間欠的に曝気することによって集泥ボックス32内の汚泥の腐敗を防止することができる。
図8は、この発明を実施するための実施の形態4における水処理装置の断面図であり、図1と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態4における水処理装置では、実施の形態3の上部の仕切板31の代りとして多数の孔36aを有する仕切板36を設け、孔36aの部分を担体分離器37としてある。また、仕切板36を間にして散気管35とほぼ対称な位置に追加の散気管38を設けてある。したがって、担体分離器37には、汚泥を集泥ボックス32に移流させる機能と、汚泥から担体4を分離する機能を持たせてある。この実施の形態4では、実施の形態3と同様な効果を得ることができる上に、追加の散気管38によって担体分離器37の目詰まりを良好に防止することができる。
図9は、この発明を実施するための実施の形態5における水処理装置の断面図であり、図1と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態5における水処理装置では、生物反応槽1に実施の形態3とは異なった仕切板39を設けてある。この仕切板39には、下方に向かって生物反応槽1の内方に向かう傾斜部39aを設け、この傾斜部39aに多数の孔39bを設けて、担体分離器40としてある。そして、担体分離器40の下方に散気管35を配置してある。これにより、担体分離器40には、汚泥を集泥ボックス32に移流させる機能と、汚泥から担体4を分離する機能を持たせてある。この実施の形態5では、実施の形態3と同様な効果を得ることができる上に、散気管35を担体分離器40の真下に配置したので、担体4が孔39aに詰まることを確実に防止することができる。
図10は、この発明を実施するための実施の形態6における水処理装置の断面図であり、図1と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態6における水処理装置では、実施の形態3の仕切板31の代りに上下の仕切板41、42を設けてある。上側の仕切板41の下部には下方に向かって集泥ボックス32側に傾斜する傾斜部41aを設け、下側の仕切板42の上部には上方に向かって集泥ボックス32側に傾斜する傾斜部42aを設けてある。そして、上側の仕切板41の傾斜部41aと下側の仕切板42の傾斜部42aの上端との間に隙間43aを与え、この隙間43aを介して汚泥が集泥ボックス32に移流するようにしてある。この上側の仕切板41の傾斜部41aと下側の仕切板42の傾斜部42aとで担体分離器43としてある。この実施の形態6でも、実施の形態3と同様な効果を得ることができる上に、散気管35からの空気で汚泥の腐敗を防止するとともに、空気を隙間43aに当てることができることで、担体4が集泥ボックス32側に流出することを防止することができる。
図11は、この発明を実施するための実施の形態7における水処理装置の断面図であり、図1と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態7における水処理装置では、実施の形態4における仕切板36と同様な多数の孔44aを有する仕切板44を流入手段3側に設け、この仕切板44と側壁1aとの間に集泥ボックス45を構成してある。したがって、仕切板44の孔44aの部分を担体分離器46とし、集泥ボックス45の底部に散気管35を配置してある。そして、流入手段3からの被処理水2は混合槽47を介して生物反応槽1に流入させ、混合槽47には汚泥引抜口7から引き抜いた汚泥を汚泥返送管48を介して返送するようにしてある。この実施の形態7では、実施の形態4と同様な効果を得ることができる上に、混合槽47を設けたことによって嫌気状態を保ってリンを放出することができ、好気処理工程においてリンを汚泥に取り込ませて除去することができる。
図12は、この発明を実施するための実施の形態8における水処理装置の断面図であり、図1と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態8における水処理装置では、実施の形態1における第2の担体分離器9の代りに、多数の孔49aを有する平坦な仕切板49を散気管5の上方近傍に水平に配置してある。これにより、仕切板49と底壁1bとの間を集泥ボックス50とし、仕切板49に担体分離器51としての役割を兼ねさせてある。この実施の形態8では、実施の形態1と同様な効果を得ることができる上に、散気管5から吐出する空気は生物反応槽1内を曝気するとともに、担体4が担体分離器49に詰まることを防止することができる。
図13は、この発明を実施するための実施の形態9における水処理装置の断面図である。この実施の形態9における水処理装置は、例えば矩形状の生物反応槽61を備えている。この生物反応槽61の形状は、矩形状ではなく円筒状とすることも可能である。被処理水62は流入手段63を介して生物反応槽1に流入するようにし、生物反応槽61内の被処理水62には担体64を添加してある。また、生物反応槽61内の中央には散気管65を配置し、この散気管65は送気管65aを介してブロワ65bに接続してある。生物反応槽61の側壁61aの上部には、処理水を集める1対の樋状(トラフ)の集水器66を対向するように設け、処理水は集水器66からそれぞれの流出手段67を介して系外に流出させるようにしてある。そして、生物反応槽61の対向する側壁61aの底部には、汚泥引抜口68をそれぞれ設けてある。
図14は、この発明を実施するための実施の形態10における水処理装置の断面図であり、図13と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態10における水処理装置では、実施の形態9における仕切板69に代りに、上側の仕切板81と下側の仕切板82を設けてある。これらの上下の仕切板81、82は実施の形態9と同様な角度で傾斜させてある上に、上側の仕切板81は下側の仕切板82よりも生物反応槽61の内方に位置させ、上側の仕切板81の下部と下側の仕切板82の上部との間に隙間を与え、その隙間を汚泥の移流口83としてある。そして、平坦なパンチングメタルから成る担体分離器84を下側の仕切板82の上端から上側の仕切板81と平行に延在させ、担体分離器84の上端を水面から突出させてある。さらに、仕切板81を設けることで旋回流がよりスムースになり、担体64の担体分離器84へのより付も軽減できる。この実施の形態10でも実施の形態9と同様な効果を得ることができる。
図15は、この発明を実施するための実施の形態11における水処理装置の断面図であり、図13と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態11における水処理装置では、実施の形態10と同様な下側の仕切板82と担体分離器84を設けてある上に、実施の形態10の上側の仕切板81の代りに、平坦なパンチングメタルから成る第2の担体分離器85を設けてある。この場合に、第2の担体分離器84を第1の担体分離器84に平行移動可能に密着して設け、曝気時において2つの担体分離器84、85の孔を塞ぐようにすれば、旋回流を良好に発生させることができる。さらに、生物反応槽61内の汚泥濃度を調整する時に、担体分離器84、85の孔が重なり合うようにすれば汚泥の排出ができる。この実施の形態11でも実施の形態9と同様な効果を得ることができる。
図16は、この発明を実施するための実施の形態12における水処理装置の部分断面図であり、図13と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態12における水処理装置では、実施の形態9における仕切板69の代りに、上側の仕切板86と下側の仕切板87を設け、上側の仕切板86の下端と下側の仕切板87の上端との間に移流口88を設けてある。そして、上側の仕切板86の下端からの1対の傾斜板86aを移流口88の両側に延びるように斜設してある。上側の仕切板86の下端からの1対の傾斜板86aと下側の仕切板87の組み合わせで、担体分離器89としてある。この実施の形態12では、被処理水62が上側の仕切板86の大部分と内側傾斜板86aとに沿って矢印方向に流れるので、担体64が集泥ボックス70側に移流することはなく、実施の形態9と同様な効果を得ることができる。
図17は、この発明を実施するための実施の形態13における水処理装置の部分断面図であり、図13と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態13における水処理装置では、実施の形態9における仕切板69の代りに、上側の仕切板90と下側の突起91と生物反応槽61の側壁61aとによって集泥ボックス92を構成してある。上側の仕切板90は実施の形態9における仕切板69と同様な角度で傾斜させてある。突起91は断面三角形とし、その一面は側壁61aに固定してある。突起91は生物反応槽61の内方に向かって下方に傾斜する傾斜面91aを有し、この傾斜面91aと上側の仕切板90の下端との間に隙間を設けてある。これにより、隙間を汚泥の移流口93とし、突起91の傾斜面91aと仕切板90との組み合わせを担体分離器94としてある。すなわち、この実施の形態13では、被処理水62が上側の仕切板90に沿って下降した後に突起91の傾斜面91aに沿って矢印で示すように流れ、担体64が集泥ボックス92側に移流することはなく、実施の形態9と同様な効果を得ることができる。
図18は、この発明を実施するための実施の形態14における水処理装置の断面図であり、図13と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態14における水処理装置では、生物反応槽61の上部中央に横断面V字形状の仕切板95を配置し、この仕切板95の上方を集泥ボックス96としてある。また、仕切板95の上方に、横断面V字形状の担体分離器97を配置してある。なお、流出手段67は集泥ボックス96の上方に配置し、汚泥引抜口68は仕切板95の最下部に設けてある。この実施の形態14では、被処理水62が仕切板95の外面に沿って上昇した後に外側に流れるので、担体93が担体分離器97側に移流することはなく、実施の形態9と同様な効果を得ることができる。そして、担体64が仕切板95内に移流した場合には、担体分離器97が担体64を処理水側に移流させないので、担体64を含まない処理水を得ることができる。
図19は、この発明を実施するための実施の形態15における水処理装置の断面図であり、図13と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態15における水処理装置では、実施の形態9における水処理装置にドラフトチューブ98を設けてある。このドラフトチューブ98は被処理水62の旋回流を助勢するために設けてあり、その形状は上端の直径と下端の直径が同じ筒状とし、その直径は散気管65を含む大きさとしてある。この実施の形態15では、ドラフトチューブ98によって被処理水62の旋回流を助勢することができるので、処理効率を向上させることができ、その他に実施の形態9と同様な効果を得ることができる。
図20は、この発明を実施するための実施の形態16における水処理装置の断面図であり、図13と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態16における水処理装置では、実施の形態9における水処理装置に実施の形態15とは異なる形状のドラフトチューブ99を設けてある。このドラフトチューブ99は上端の直径が下端の直径よりも小さい円錐台形状とし、ドラフトチューブ99の下端の直径は散気管65が収まる大きさとしてある。この実施の形態16では、実施の形態15と同様な効果を得ることができる上に、被処理水62をドラフトチューブ99によって実施の形態15における場合よりも滑らかに旋回させることができる。
図21はこの発明を実施するための実施の形態17における水処理装置の水平断面図、図22は垂直A断面図である。この実施の形態17における水処理装置は、オキシデーション・ディッチ(OD)法による処理が可能な生物反応槽101を備えている。したがって、この生物反応槽101は無終端槽とし、担体102を含んだ被処理水103を循環させるようにしてある。この生物反応槽101は、平面長円状の側壁101aと、平坦な底壁101bを有している。生物反応槽101の中央には隔壁104を長手方向に延在させ、担体102を含んだ被処理水103を隔壁104の周りに循環させるようにしてある。そして、生物反応槽101の内部には、2つの散気室105を隔壁104に対して対称な位置に設けてある。
図24はこの発明を実施するための実施の形態18における水処理装置の水平断面図、図25は垂直B断面図であり、図21および図22と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。上記実施の形態17では2つの散気室105を設けたが、この実施の形態18では生物反応槽101Aに4つの散気室105Aを隔壁104の両側に2つずつ設けてある。そして、各散気室105Aの上流側壁106と下流側壁107の間隔を実施の形態17における場合よりも狭くし、各散気室105Aに散気管110Aを配置してある。そして、隔壁104の片側に位置する2つの散気室105A同士は間隔をおいて配置してある。なお、散気管110の設置する数や、散気室105Aの設置数は生物反応槽101Aの大きさや水深により、良好な循環流が得られるなら設置数や設置位置は本実施の形態18に縛られるものではない。この実施の形態18でも、実施の形態17と同様な効果を得ることができる。
図26はこの発明を実施するための実施の形態19における水処理装置の断面図である。この実施の形態19における水処理装置は、側壁121aと底壁121bを有する単独の生物反応槽121を備えている。この生物反応槽121の下流側の側壁121aの上部には外側傾斜板121cを外側上方に向けて延在させ、その外側傾斜板121cの上端から外側鉛直板121dを鉛直上方に向けて延在させ、外側鉛直板121dの上端は生物反応槽121の他方の側壁121aの高さと一致させてある。また、外側傾斜板121cの内側には、内側傾斜板122を外側傾斜板121cの傾斜方向と反対の方向に向けて延在させ、内側傾斜板122の下端と外側傾斜板121cとの間には移流口123を設けてある。これらの内側傾斜板121cと外側傾斜板122によって担体分離器124を構成してある。このような生物反応槽121には、担体125を含んだ被処理水126を収容してある。そして、生物反応槽121の内部において、担体分離器124の反対側の隅部に散気管127を配置してある。この実施の形態19における水処理装置では、散気管127からの空気によって被処理水126は時計回り方向に旋回するので、担体125は上側傾斜板122に沿って下方に流れ、移流口123から流出することはない。
図27はこの発明を実施するための実施の形態20における水処理装置の断面図であり、図26と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態20における水処理装置は実施の形態19における水処理装置と基本的に一致させてあるが、実施の形態19の平坦な内側傾斜板122の代りに、内側傾斜部128aと内側鉛直部128bを有する内側傾斜板128としてある。したがって、この実施の形態20では、外側傾斜板121cと内側傾斜板128の内側傾斜部128aとによって担体分離器129を構成してある。この実施の形態20でも、実施の形態19と同様な効果を得ることができる。
図28は、この発明を実施するための実施の形態21における水処理装置の断面図であり、図26と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態21における水処理装置は、側壁131aと底壁131bを有する単独の生物反応槽131を備えている。この生物反応槽131の内部において、その下流側に仕切板132を側壁131aと平行に配置し、仕切板132と側壁131aとの間に集泥ボックス133を構成してある。仕切板132の下端と底壁131bとの間には移流口134を設けてある。仕切板132の下端部の近傍には、上方に向かって仕切板132から離れるように傾斜する内側傾斜板135と外側傾斜板136を仕切板132に関して対に設けてある。また、移流口134の近傍において、上流側には上流側鉛直板137を底壁131bからほぼ垂直に延在させ、下流側には下流側鉛直板138を底壁131bからほぼ垂直に延在させ、散気管127を上流側鉛直板137の上流側の近傍に配置してある。したがって、傾斜板135、136と鉛直板137、138によって担体分離器139を構成してある。この実施の形態21では、実施の形態19と同様な効果を得ることができる上に、散気管127が担体分離器139近傍に設けてあることで、被処理水126は反時計回りに旋回するので、担体125は内側傾斜板135に沿って上昇し、集泥ボックス133内に流出することはない。
図29はこの発明を実施するための実施の形態22における水処理装置の断面図であり、図26と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態22における水処理装置では、上記実施の形態21における仕切板132、傾斜板135、136、および鉛直板137、138を上下に反転した構造とし、移流口134は上部に位置させてある。そして、散気管127は担体分離139の反対側の隅部に配置してある。この実施の形態22では、実施の形態19と同様な効果を得ることができる上に、被処理水126は時計回りに旋回するので、担体125は上流側鉛直板137と傾斜板135に沿って下降し、集泥ボックス133側に流出することはない。
図30はこの発明を実施するための実施の形態23における水処理装置の断面図であり、図26と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態23における水処理装置は基本的に実施の形態21と同様としてあるが、この実施の形態23における生物反応槽141は実施の形態21における生物反応槽131で、容積負荷が高くて槽を大きくした場合で、生物反応槽141を担体分離器139によって生物反応槽141Aと生物反応槽141Bに区画してある。そして、実施の形態21における場合と同様に生物反応槽141の下流側の側壁141aの近傍に、実施の形態21と同様な仕切板132、集泥ボックス133、移流口134、傾斜板135、136、および鉛直板137、138を設け、担体分離器139を構成してある。その上に、同様な仕切板132、移流口134、傾斜板135、136、鉛直板137、138を生物反応槽141内に設け、更なる担体分離器139を構成してある。そして、生物反応槽141内には複数の散気管127を隅部に配置してある。この実施の形態23では、実施の形態21と同様な効果を得ることができる上に、担体分離器139の上流側近傍に散気管127を設けることで被処理水126が反時計回りに旋回するので、担体125が移流口134に流出することはない。さらに、担体分離器139の下流側近傍に散気管127を設けることで被処理水126が時計回りに旋回するので、担体125が移流口134に移流することはない。また、生物反応槽141の担体分離器139で区画された生物反応槽141A、生物反応槽141Bでは、それぞれの区画から担体125が移動することがないので、従来のように担体125を動力を使って上流側へ返送する必要がなくエネルギーが少なくて済む。
図31はこの発明を実施するための実施の形態24における水処理装置の断面図であり、図26と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態24も実施の形態23と同様に生物反応槽141が大きい場合に用いると良く、生物反応槽141を担体分離器153によって生物反応槽141Aと生物反応槽141Bに区画してある。この実施の形態24では、実施の形態23の仕切板132、集泥ボックス133、移流口134、傾斜板135、136、鉛直板137、138の代りに仕切板151を設け、一方の仕切板151と側壁141aとの間に集泥ボックス152を構成してある。この仕切板151には、上側鉛直部151a、中間傾斜部151b、および下側鉛直部151cを設け、下側鉛直部151cは上側鉛直部151aよりも上流側に位置させてある。また、中間傾斜部151bに多数の孔151dを形成することによって担体分離器153を構成してある。そして、担体分離器153の下方に複数の散気管127を配置してあると共に、担体分離器153の上流側において仕切板151の下側鉛直部151cの近傍にも散気管127を配置してある。その上に、同様な仕切板151、担体分離器153散気管127を生物反応槽141内に設けてある。この実施の形態24では、実施の形態23と同様な効果を得ることができる上に、担体分離器153の下方に配置した散気管127からの空気によって担体分離器153の目詰まりを確実に防止することができる。また、生物反応槽141の担体分離器153で区画された生物反応槽141A、生物反応槽141Bでは、それぞれの区画から担体125が移動することがないので、従来のように担体125を動力を使って上流側へ返送する必要がなくエネルギーが少なくて済む。
2、62、103、126 被処理水
4、64、102、125 担体
5、35、65、110、110A、127 散気管
6 上澄水排出機
8、9、21、22、23、24、26 担体分離器
31、36、39、41、42、44、49 仕切板
32、45、50、70、92、96、133、152 集泥ボックス
33、37、38、40、43、46、51、71、84、89、94、97 担体分離器
69、81、82、85、86、87、90、95、132、151 仕切板
69a、83、88、93、123、134 移流口
98、99 ドラフトチューブ
106 上流側壁
107 下流側壁
108、109 通水路
114、124、129、139、153 担体分離器
Claims (3)
- 被処理水を流入手段で生物反応槽へ流入させ、
前記生物反応槽では空気を吐出する散気管で散気して活性汚泥処理し、得られた処理水を流出手段で排出する水処理装置において、
前記生物反応槽を、
微生物を保持する担体が存在する担体含有室と集泥ボックスとに仕切る、仕切板が設けられ、
該仕切板には、
前記担体を分離するパンチングメタル、網スクリーンまたはバースクリーンを備えた担体分離器が設けられ、
前記集泥ボックスには、
前記担体分離器から前記集泥ボックス内に移流してきて沈殿した汚泥を引き抜く汚泥引抜口が設けられていることを特徴とする水処理装置。 - 前記生物反応槽は、
担体分離器と一体となった上澄水排出機を備えた回分式活性汚泥処理槽である
ことを特徴とする請求項1に記載の水処理装置。 - 前記生物反応槽は、
前記集泥ボックスの上方に処理水を集め排出する集水器が設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の水処理装置。
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