JPH09327601A - 固液分離方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流入水の水質、水量等の変動にかかわらず、
常に基準値を満足する処理水が得られるとともに、運転
コストの上昇も抑えることができる固液分離方法及び装
置を提供する。 【解決手段】 重力沈殿池である最終沈殿池４の後段に
加圧浮上分離装置６を設けるとともにバイパス流路７を
設け、濁度計８で測定した重力沈殿池の処理水の濁度が
基準値を超えたときに、処理水を加圧浮上分離装置６に
導入して加圧浮上分離処理を行い、処理水の濁度が基準
値以下のときには、処理水をバイパス流路７に流して加
圧浮上分離処理を省略する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固液分離方法及び
装置に関し、詳しくは、下水処理場等の水処理設備にお
ける固液分離を、重力沈殿と加圧浮上との組合わせによ
り行う固液分離方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、下水処理等において二次処理水を
得るための固液分離には、懸濁液中の粒子を重力で沈降
させる重力沈降分離が広く採用されている。このときの
固液分離の対象となる活性汚泥中のフロックの沈降速度
は、その密度，形状及び大きさによって大幅に異なり、
広範囲にわたっている。したがって、放流水基準値であ
るＳＳ２０ｍｇ／ｌを達成するため、これらの広範囲の
沈降速度の中で比較的沈降速度が遅い汚泥でも十分に沈
殿分離できるように、最終沈殿池は、十分な水面積を持
つように設計している。例えば、高負荷型活性汚泥法に
よる下水処理の場合には、最終沈殿池の水面積負荷を２
０〜３０ｍ³ ／ｍ² ・日にしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、流入水量の変
動による影響を受けやすい小規模処理場では、汚水ポン
プが稼働する時間帯に、最終沈殿池からＳＳ成分が流出
することがあった。また、活性汚泥の沈降性及び圧密性
が極度に低下し、活性汚泥と処理水とを十分に分離でき
ない現象（バルキング）が発生することもあった。さら
に、流入下水の組成の急激な変化や、有害物質の流入、
過剰なエアレーション及び硝化による低ｐＨ化等によっ
て活性汚泥が解体し、一部の微細フロックが流出するこ
ともあった。特に、重力沈降分離では、沈降しにくい浮
遊性の固形物が処理水と共に流出してしまうことがあ
り、処理水の水質を悪化させる原因となっている。

【０００４】そこで本発明は、流入水の水質、水量等の
変動にかかわらず、常に基準値を満足する処理水が得ら
れるとともに、運転コストの上昇も抑えることができる
固液分離方法及び装置を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の固液分離方法は、重力沈殿池の後段に加圧浮
上分離装置を設けるとともに、該加圧浮上分離装置を通
過するバイパス流路を設け、前記重力沈殿池の処理水の
濁度が基準値を超えたときに、該処理水を前記加圧浮上
分離装置に導入して加圧浮上分離処理を行い、処理水の
濁度が基準値以下のときには、該処理水をバイパス流路
に流して加圧浮上分離処理を省略することを特徴とし、
さらに、前記加圧浮上分離装置に供給する加圧空気溶解
水の量を、前記重力沈殿池の処理水の濁度に応じて調節
することを特徴としている。

【０００６】また、本発明の固液分離装置は、重力沈殿
池と、該重力沈殿池の後段に設けられた加圧浮上分離装
置と、該加圧浮上分離装置を通過するバイパス流路と、
前記重力沈殿池の処理水の濁度を検出する濁度計と、該
濁度計の測定値に応じて前記処理水の流れ方向を加圧浮
上分離装置及びバイパス流路のいずれかに切換える流路
切換え手段とを備えていることを特徴としている。

【０００７】さらに、本発明の固液分離装置は、他の構
成として、重力沈殿池内に加圧空気溶解水を注入する注
入部と、浮上した浮上汚泥を排出する排出手段と、重力
沈殿池から流出する処理水の濁度を検出する濁度計と、
該濁度計の測定値に応じて前記注入部からの加圧空気溶
解水の注入量を制御する制御手段とを備えていることを
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。まず、図１に示す下水処理設備
は、二次処理方式として活性汚泥法を採用したものであ
って、従来の下水処理設備と同様の沈砂池１、最初沈殿
池２、エアレーションタンク３、最終沈殿池４及び塩素
混和池５を有するとともに、重力沈殿池である最終沈殿
池４と塩素混和池５との間に、加圧浮上分離装置６と、
該加圧浮上分離装置６を通過するバイパス流路７とを設
けたものである。

【０００９】また、最終沈殿池４の処理水流出部には、
処理水（重力沈殿分離処理水）の濁度を検出する濁度計
８が設けられており、加圧浮上分離装置６の流入部とバ
イパス流路７とには、前記濁度計８からの信号により自
動的に開閉し、最終沈殿池４からの重力沈殿分離処理水
の流路を、加圧浮上分離装置６とバイパス流路７とに切
換えるための手段としての自動弁９，１０がそれぞれ設
けられている。

【００１０】前記加圧浮上分離装置６は、該装置への流
入水に加圧空気溶解水を注入し、これを大気圧に減圧す
ることで加圧空気溶解水から微細な気泡を発生させ、こ
の微細気泡が流入水中の懸濁成分に付着して懸濁成分の
見掛けの比重が小さくなることにより、懸濁成分を浮上
させて分離するものであって、重力による通常の沈殿処
理に比べて懸濁成分の除去率が高く、沈降速度の遅い微
細な活性汚泥フロックも確実に分離除去することがで
き、重力沈殿処理では分離が困難な髪の毛、油分、スカ
ム等の浮上し易い成分も完全に除去することができる。

【００１１】また、前記濁度計８は、重力沈殿分離処理
水のＳＳと濁度との相関をあらかじめ測定し、該濁度計
８の測定値で重力沈殿分離処理水のＳＳを算出できるよ
うに設定してある。

【００１２】このような下水処理設備において、流入下
水は、沈砂池１及び最初沈殿池２で従来と同様に処理さ
れた後、エアレーションタンク３において返送汚泥流路
１１からの返送汚泥と混合され、活性汚泥法による水処
理が行われる。このエアレーションタンク３で生成する
活性汚泥フロックには、その密度、形状及び大きさによ
り様々な沈降速度を有しているが、これらの汚泥は、通
常、次の最終沈殿池４での重力沈殿によって固液分離さ
れる。すなわち、最終沈殿池４は、通常の流入下水量、
平均的な水質のときには十分な固液分離を行うことがで
きる能力に設定されており、例えば、水面積負荷が２０
〜３０ｍ³ ／ｍ² ・日に設定されている。

【００１３】したがって、流入水量が少ないときや汚水
ポンプが稼働していない時間帯等、負荷の小さなときに
は、最終沈殿池４から流出する重力沈殿分離処理水のＳ
Ｓは、処理水基準値を満足する値となるから、そのまま
塩素混和池５で塩素を添加して塩素滅菌を行うことによ
り河川等に放流することができる。

【００１４】そして、このときの前記濁度計８の測定値
は、あらかじめ設定されている基準値以下であり、この
濁度計８の信号により開閉する自動弁９，１０は、加圧
浮上分離装置６の流入部の自動弁９が閉であり、バイパ
ス流路７の自動弁１０は開となっている。

【００１５】一方、流入水量が多くなったり、汚水ポン
プが稼働したりして最終沈殿池４における重力沈殿によ
る固液分離が十分に行えなくなると、沈降速度の遅い汚
泥が最終沈殿池４からの重力沈殿分離処理水中に流出す
ることがある。このように重力沈殿分離処理水中に汚泥
等が流出して、重力沈殿分離処理水のＳＳが増加する
と、濁度計８が検出する重力沈殿分離処理水の濁度が上
昇し、検出した濁度が基準値を超えたとき、あるいは基
準値を超えることが予測されるときは、濁度計８から自
動弁９，１０に開閉信号が出力され、自動弁９が開いて
自動弁１０が閉じられる。これにより、濁度が上昇した
重力沈殿分離処理水は、自動弁９を経て加圧浮上分離装
置６に供給され、加圧浮上分離処理が行われた後、塩素
混和池５に送られる。

【００１６】なお、加圧浮上分離装置６は、自動弁９が
開くと運転を開始し、自動弁９が閉じると停止するよう
に、その制御回路が設定されている。また、加圧浮上分
離装置６の運転中に発生する汚泥は、一部が汚泥処理設
備に送られる他、最終沈殿池４からの汚泥と共に、返送
汚泥流路１１から返送汚泥としてエアレーションタンク
３に送られる。

【００１７】すなわち、濁度計８で測定した濁度によっ
て算出される重力沈殿分離処理水のＳＳが放流水基準値
を超えるか、あるいは超えるものと判断される場合に
は、重力沈殿分離処理水を加圧浮上分離装置６に導入
し、加圧浮上分離処理を行うようにしている。

【００１８】さらに、重力沈殿分離処理水の濁度に応じ
て加圧空気溶解水の添加量（加圧水比）等を変更するこ
とにより、例えば、濁度が低い場合には加圧水比を小さ
くすることにより、加圧空気溶解水を生成するためのポ
ンプやコンプレッサーの動力費を抑えることができる。

【００１９】また、重力沈殿分離処理水の濁度が基準値
より低くなったときには、濁度計８からの信号により自
動弁９が閉じて自動弁１０が閉き、重力沈殿分離処理水
は、バイパス流路７を流れて塩素混和池５に導入され、
加圧浮上分離装置６は、その運転を停止する。

【００２０】このように、重力沈殿分離処理水の濁度に
応じて加圧浮上分離処理を行うことにより、放流水基準
値であるＳＳ２０ｍｇ／ｌを確実に達成することができ
るとともに、加圧浮上分離装置６の動力費も抑えること
ができ、最終沈殿池等の重力沈殿池の小型化も図れるの
で、水質基準を維持しながら設備比やランニングコスト
の低減が図れる。さらに、スカム及びバルキング等の原
因で重力沈殿処理が十分に行えなくなった場合でも、加
圧浮上分離装置６で加圧浮上分離処理することにより、
必要十分な固液分離処理を行うことができる。

【００２１】図２は、本発明の他の形態例を示す下水処
理設備を示すものである。この下水処理設備は、前記同
様に、沈砂池、最初沈殿池、エアレーションタンク３、
最終沈殿池４及び塩素混和池を有する設備の最終沈殿池
４に、加圧空気溶解水を注入する注入部２１と、浮上し
た浮上汚泥を排出する排出手段２２と、重力沈殿池から
流出する処理水の濁度を検出する濁度計２３と、該濁度
計２３の測定値に応じて前記注入部２１からの加圧空気
溶解水の注入量を制御する制御手段２４とを設けたもの
である。

【００２２】前記注入部２１は、最終沈殿池４の中間部
で、適当な水深位置に設けられており、ポンプやコンプ
レッサー等を備えた加圧空気溶解水製造装置２５から供
給される加圧空気溶解水を水中に噴出し、前記加圧浮上
分離装置と同じ原理で水中の懸濁成分を浮上させる。

【００２３】前記排出手段２２は、最終沈殿池４に通常
設けられている汚泥掻寄機２６を利用したものであっ
て、汚泥掻寄機２６のリターン部を水面部に配置し、汚
泥掻寄機２６のフライト２６ａにより浮上汚泥を掻寄
せ、下流側に設けたパイプスキマー２７を介して池外に
排出するようにしている。

【００２４】また、濁度計２３は、最終沈殿池４の越流
堰２８を越えて処理水槽２９に流出した処理水の濁度を
検出するものであって、前記同様に、検出した濁度が基
準値を超えたとき、あるいは基準値を超えることが予測
されるときに、制御部２４を介して前記加圧空気溶解水
製造装置２５に運転信号を出力する。この運転信号は、
単にＯＮ／ＯＦＦのみを制御するものであってもよく、
濁度に応じて加圧空気溶解水の製造量を変化させる信号
であってもよい。さらに、浮上汚泥の排出手段２２は、
専用の掻寄機等を設置するようにしてもよい。

【００２５】このように、最終沈殿池４の適当な位置に
加圧空気溶解水を注入することにより、浮遊性固形物を
確実に分離除去することができ、処理水の水質を向上さ
せることができる。このとき、濁度計２３を設けずに加
圧空気溶解水の注入を連続的に行ってもよく、また、流
入水量の変化に応じて加圧空気溶解水製造装置２５を運
転したり、あらかじめ設定したタイムスケジュールに従
って運転するようにしても十分な固液分離を行うことは
できるが、上述のように濁度計２３により検出した処理
水の濁度、即ちＳＳの程度に応じて加圧空気溶解水の注
入運転を制御することにより、運転コストを最低限に抑
えることができる。

【００２６】なお、上述の形態例では、二次処理方式と
して活性汚泥法を採用しているが、本発明は、これに限
らず、オキシデーションディッチ法等、他の処理方式を
採用した下水処理設備にも適用することができ、他の様
々な固液分離処理にも適用可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
流入水の水質や水量等の変動にかかわらず常に所定の処
理水質を得ることができ、加圧浮上処理に要する電力費
も抑えることができるので、下水処理設備等の設備コス
トの低減及びランニングコストの低減が図れる。また、
自動運転も可能であり、スカム及びバルキング等の原因
による固液分離障害にも対処することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一形態例を示す下水処理設備の系統
図である。

【図２】 本発明の他の形態例を示す下水処理設備の概
略図である。

【符号の説明】

１…沈砂池、２…最初沈殿池、３…エアレーションタン
ク、４…最終沈殿池、５…塩素混和池、６…加圧浮上分
離装置、７…バイパス流路、８…濁度計、９，１０…自
動弁、１１…返送汚泥流路、２１…注入部、２２…排出
手段、２３…濁度計、２４…制御手段、２５…加圧空気
溶解水製造装置、２６…汚泥掻寄機、２６ａ…フライ
ト、２７…パイプスキマー、２８…越流堰、２９…処理
水槽

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重力沈殿池の後段に加圧浮上分離装置を
   設けるとともに、該加圧浮上分離装置を通過するバイパ
   ス流路を設け、前記重力沈殿池の処理水の濁度が基準値
   を超えたときに、該処理水を前記加圧浮上分離装置に導
   入して加圧浮上分離処理を行い、処理水の濁度が基準値
   以下のときには、該処理水をバイパス流路に流して加圧
   浮上分離処理を省略することを特徴とする固液分離方
   法。
2. 【請求項２】 前記重力沈殿池の処理水の濁度に応じ
   て、前記加圧浮上分離装置に供給する加圧空気溶解水の
   量を調節することを特徴とする請求項１記載の固液分離
   方法。
3. 【請求項３】 重力沈殿池と、該重力沈殿池の後段に設
   けられた加圧浮上分離装置と、該加圧浮上分離装置を通
   過するバイパス流路と、前記重力沈殿池の処理水の濁度
   を検出する濁度計と、該濁度計の測定値に応じて前記処
   理水の流れ方向を加圧浮上分離装置及びバイパス流路の
   いずれかに切換える流路切換え手段とを備えていること
   を特徴とする固液分離装置。
4. 【請求項４】 重力沈殿池内に加圧空気溶解水を注入す
   る注入部と、浮上した浮上汚泥を排出する排出手段と、
   重力沈殿池から流出する処理水の濁度を検出する濁度計
   と、該濁度計の測定値に応じて前記注入部からの加圧空
   気溶解水の注入量を制御する制御手段とを備えているこ
   とを特徴とする固液分離装置。