特許 5698114 排水処理装置及び排水処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5698114

(24)【登録日】2015年2月20日

(45)【発行日】2015年4月8日

(54)【発明の名称】排水処理装置及び排水処理方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/34 20060101AFI20150319BHJP

   C02F 3/00 20060101ALI20150319BHJP

【ＦＩ】

   C02F3/34 101A

   C02F3/00 B

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2011-272545(P2011-272545)

(22)【出願日】2011年12月13日

(65)【公開番号】特開2013-123663(P2013-123663A)

(43)【公開日】2013年6月24日

【審査請求日】2013年9月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】592185518

【氏名又は名称】大栄産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076473

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100112900

【弁理士】

【氏名又は名称】江間 路子

(74)【代理人】

【識別番号】100136995

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 千織

(74)【代理人】

【識別番号】100150935

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 孝哉

(72)【発明者】

【氏名】堀場 勇太

(72)【発明者】

【氏名】中西 法文

(72)【発明者】

【氏名】明壁 典夫

(72)【発明者】

【氏名】内藤 広行

(72)【発明者】

【氏名】網江 順哉

(72)【発明者】

【氏名】泉 忠行

【審査官】 富永 正史

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−３６７７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０５９０９７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−１３５４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−１５００９６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００５−１９９２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１０４０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６２６１４５６（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ ３／００−３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排水を導入させて汚泥と原水とを分離させる一次処理槽と、前記原水を二次処理する二次処理槽と、を有して、
二次処理後の被処理水の一部を、前記一次処理槽内に返送させ、前記一次処理槽内の汚泥と接触させることにより、前記被処理水中の窒素を除去させる構成の排水処理装置であって、
前記一次処理槽内に、前記二次処理後の前記被処理水を内部に流通させて、前記一次処理槽内に返送可能な返送管が、配置され、
該返送管が、先端を、前記一次処理槽における底壁近傍に配置させるとともに、先端側に形成される流出孔から、前記一次処理槽内に堆積している前記汚泥中に前記被処理水を流出させる構成とされ、
前記返送管内に、前記被処理水中の溶存酸素を低減させるための接触材が、配置されていることを特徴とする排水処理装置。

【請求項2】

前記返送管が、前記一次処理槽内において略上下方向に沿って配置されるとともに先端側を前記一次処理槽の底壁近傍に配置させる縦管部と、該縦管部の先端側において前記底壁に略沿うように配置される横管部と、を備える構成とされ、
前記流出孔が、前記横管部において、前記底壁と対向して開口するように形成されるとともに、前記横管部の長手方向に沿って複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載の排水処理装置。

【請求項3】

前記一次処理槽が、上部側に、前記排水中の前記汚泥を分離して、前記一次処理槽内の下部に落下させるとともに、前記原水を前記二次処理槽側に案内する汚泥分離手段を、配置させていることを特徴とする請求項１又は２に記載の排水処理装置。

【請求項4】

排水を一次処理槽に導入させて汚泥と分離させた原水を、二次処理槽内において二次処理させ、
二次処理後の被処理水の一部を、前記一次処理槽内に返送させて、前記一次処理槽内の汚泥と接触させることにより、前記被処理水中の窒素を除去させる排水処理方法であって、
前記被処理水を、内部に前記被処理水中の溶存酸素を低減させるための接触材を配置させた返送管を経て、前記一次処理槽内の底部付近に流出させて、前記一次処理槽内に堆積している前記汚泥と接触させることを特徴とする排水処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二次処理後の被処理水を一次処理槽内に返送して、被処理水中に含有される窒素を除去する排水処理装置及び排水処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、排水処理装置としては、例えば、嫌気ろ床を配置させた一次処理槽内に、二次処理後の被処理水の一部を返送させて、嫌気ろ床に接触させることにより、被処理水中の窒素を除去させている構成のものがあった。（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−１９９２７７公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来の排水処理装置では、二次処理槽から返送される被処理水を、上方から一次処理槽内に流入させている構成であることから、被処理水が、一次処理槽内の深い箇所まで到達し難く、被処理水を、嫌気ろ床に到達させることができない状態で、二次処理槽に流出させてしまったり、あるいは、嫌気ろ床に汚泥が目詰まりして、接触面積が減少する等の理由により、良好な窒素除去作用を得られない場合があった。また、従来の排水処理装置では、一次処理槽内に嫌気ろ床を配置させていることから、嫌気ろ床を定期的に清掃する必要が生じ、メンテナンスが容易ではなかった。

【0005】

また、排水処理装置としては、従来、一次処理槽内に、汚泥を低速で攪拌させるためのポンプを設け、このポンプを駆動させることにより、一次処理槽内に返送される被処理水と汚泥とを攪拌させて、接触させ、被処理水中の窒素を除去する構成のものもあった。

【0006】

しかしながら、このような排水処理装置は、ポンプが必要となるため、製造コストが高く、製造コストを低減させる点に改善の余地があった。

【0007】

本発明は、上述の課題を解決するものであり、メンテナンスが容易で製造コストの増大を招かず、かつ、高い窒素除去率を得ることが可能な排水処理装置及び排水処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る排水処理装置は、排水を導入させて汚泥と原水とを分離させる一次処理槽と、原水を二次処理する二次処理槽と、を有して、
二次処理後の被処理水の一部を、一次処理槽内に返送させ、一次処理槽内の汚泥と接触させることにより、被処理水中の窒素を除去させる構成の排水処理装置であって、
一次処理槽内に、二次処理後の被処理水を内部に流通させて、一次処理槽内に返送可能な返送管が、配置され、
返送管が、先端を、一次処理槽における底壁近傍に配置させるとともに、先端側に形成される流出孔から、一次処理槽内に堆積している汚泥中に被処理水を流出させる構成とされ、
返送管内に、被処理水中の溶存酸素を低減させるための接触材が、配置されていることを特徴とする。

【0009】

本発明の排水処理装置では、二次処理後の被処理水を、返送管を経て、一次処理槽内における底壁付近に流出させることから、二次処理された被処理水が、窒素を除去されない状態で、二次処理槽に流出することを抑制できる。また、本発明の排水処理装置では、返送管は、被処理水を、一次処理槽内に堆積している汚泥中に流出させる構成であることから、被処理水と汚泥とを攪拌するポンプを設けなくとも、被処理水と汚泥とを充分に接触させることができる。また、本発明の排水処理装置では、従来技術のごとく、嫌気ろ床を設けなくとも、被処理水と汚泥とを接触させることにより、被処理水中の窒素を効果的に除去できる。そのため、本発明の排水処理装置では、嫌気ろ床や、被処理水と汚泥とを攪拌させるためのポンプが、不要となって、製造コストの増大を招かず、また、定期的な清掃作業やメンテナンスも容易である。

【0010】

したがって、本発明の排水処理装置では、メンテナンスが容易で製造コストの増大を招かず、かつ、高い窒素除去率を得ることができる。

【0011】

また、本発明の排水処理装置では、返送管内に、被処理水中の溶存酸素を低減させるための接触材を、配置させていることから、溶存酸素を除去した状態で、被処理水を、一次処理槽内に流入させることができ、被処理水の窒素除去率を一層高めることができる。

【0012】

さらに、本発明の排水処理装置において、返送管を、略上下方向に沿って配置されて先端側を一次処理槽の底壁近傍に配置させる縦管部と、縦管部の先端側において底壁に略沿うように配置される横管部と、を備える構成とし、
流出孔を、横管部において、底壁と対向して開口するように形成されるとともに、横管部の長手方向に沿って複数形成している構成とすることが好ましい。

【0013】

上記構成の排水処理装置では、返送管において、底壁の近傍に配置される横管部が、流出孔を底壁と対向して開口するように配置させていることから、流出孔から流出される被処理水は、底壁に向かって流れた後、底壁にぶつかって底壁に沿って放射状に広がるように、流れることとなる。そして、この流出孔は、横管部の長手方向に沿って、複数配置されていることから、各流出孔から流出される被処理水を、底壁に沿って広い範囲に流すことができる。そのため、上記構成の排水処理装置では、一次処理槽内に堆積している汚泥が少量の場合にも、被処理水を汚泥と確実に接触させることができる。

【0014】

さらにまた、上記構成の排水処理装置において、一次処理槽の上部側に、排水中の汚泥を分離して、一次処理槽内の下部に落下させるとともに、原水を二次処理槽側に案内する汚泥分離手段を配置させる構成することが、好ましい。

【0015】

上記構成の排水処理装置では、一次処理槽内の上部側に配置される汚泥分離手段により、汚泥を一次処理槽内の下部に落下させ、原水を、二次処理槽側に案内するように、排水を汚泥と原水とに分離させる構成であることから、一旦一次処理槽内に堆積した汚泥と原水とが混合され難く、汚泥には、底壁近傍に位置する返送管の先端側に形成される流出孔から流出される被処理水が、主に接触することとなる。そのため、汚泥と原水とが混濁することを極力抑制できて、汚泥と被処理水とを安定して接触させることができ、被処理水中からの窒素除去を円滑に進行させることができる。

【0016】

本発明に係る排水処理方法は、排水を一次処理槽に導入させて汚泥と分離させた原水を、二次処理槽内において二次処理させ、
二次処理後の被処理水の一部を、一次処理槽内に返送させて、一次処理槽内の汚泥と接触させることにより、被処理水中の窒素を除去させる排水処理方法であって、
被処理水を、内部に被処理水中の溶存酸素を低減させるための接触材を配置させた返送管を経て、一次処理槽内の底部付近に流出させて、一次処理槽内に堆積している汚泥と接触させることを特徴とする。

【0017】

本発明の排水処理方法では、二次処理後の被処理水を、一次処理槽内の底部付近に流出させて、汚泥と接触させることから、被処理水と汚泥とを充分に接触させることができて、被処理水から、窒素を効果的に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態である浄化槽の概略横断面図である。

【図2】図１の浄化槽におけるII−II部位を示す概略縦断面図である。

【図3】図１の浄化槽におけるIII−III部位を示す概略縦断面図である。

【図4】図１の浄化槽におけるIV−IV部位を示す概略縦断面図である。

【図5】図１の浄化槽におけるＶ−Ｖ部位を示す概略縦断面図である。

【図6】図３のVI−VI部位を示す概略断面図である。

【図7】実施形態の浄化槽において使用される汚泥分離手段を示す概略斜視図である。

【図8】図７の汚泥分離手段のVIII−VIII部位を示す縦端面図である。

【図9】実施形態の浄化槽における排水処理の流れを示す概略縦断面図である。

【図10】実施形態の浄化槽における排水処理の流れを示す概略縦断面図である。

【図11】実施形態の浄化槽における排水処理の流れを示す概略横断面図である。

【図12】本発明の他の形態の浄化槽を示す概略横断面図である。

【図13】図１２の浄化槽におけるXIII−XIII部位を示す概略縦面図である。

【図14】本発明のさらに他の形態の浄化槽を示す概略横断面図である。

【図15】図１４の浄化槽におけるXV−XV部位を示す概略縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態では、排水処理装置として、地中に埋設して使用される浄化槽Ｃを例に採り説明をする。実施形態の浄化槽Ｃは、図１〜６に示すように、略直方体状のタンク１の内部を、複数の区画壁２，３，４，５，６によって、区画して構成されるもので、タンク１の上面には、点検口となる２つの開口（図符号省略）と、開口を開閉する蓋（図符号省略）と、が配置されている。

【0020】

なお、実施形態では、特に断らない限り、上下、左右、前後の方向を、地中に埋設した状態でのタンク１の高さ方向を上下方向とし、排水Ｗ０の流入方向における上流側（後述する汚泥貯留槽９側）を左側としてタンク１の長手方向を左右方向とし、タンク１の短手方向を前後方向として、説明をする。

【0021】

実施形態の浄化槽Ｃは、図１〜６に示すように、一次処理槽Ｓ１を構成する汚泥貯留槽９、二次処理槽Ｓ２を構成する担体流動槽１２、沈殿槽１６、及び、消毒槽１７を備えるとともに、汚泥貯留槽９内に配置される汚泥分離手段１９と、汚泥貯留槽９内の原水Ｗ１を担体流動槽１２に移送するための定量移送装置２５と、担体流動槽１２内に設置される散気管２７（２７Ａ，２７Ｂ）と、二次処理後の被処理水Ｗ２を汲み上げるポンプ２８と、ポンプ２８により汲み上げられた被処理水Ｗ２を汚泥貯留槽９内に返送する返送管３０と、を備えて構成されている。

【0022】

汚泥貯留槽９は、排水Ｗ０を汚泥Ｈと原水Ｗ１とに分離させる一次処理槽Ｓ１を構成するもので、排水Ｗ０を、タンク１における左側の壁部の上端側に配置される流入管１ａから、内部に流入させる構成である。汚泥貯留槽９内における上部側の領域には、流入管１ａを経て流入する排水Ｗ０中の汚泥Ｈを分離させる汚泥分離手段１９と、区画壁３により汚泥貯留槽９と区画されて配置されるとともに原水Ｗ１を担体流動槽１２側に移送させる定量移送装置２５と、が、左右で並設されている（図１〜３参照）。

【0023】

汚泥分離手段１９は、タンク１の流入管１ａと連通されて、流入管１ａから流入する排水Ｗ０中に含まれる固形物等の汚泥Ｈを分離して、汚泥貯留槽９内の下部側の領域から構成される汚泥貯留部１０に落下させるとともに、汚泥Ｈを分離させた原水Ｗ１を、担体流動槽１２側に案内するように、構成されている。具体的には、汚泥分離手段１９は、図７，８に示すように、流入管１ａと連通されるとともに上下を開口される略四角筒形状の流入部２０と、流入部２０の下部側に配置される汚泥案内部２２と、を、備えている。

【0024】

流入部２０は、実施形態の場合、タンク１の長手方向（排水Ｗ０の流入方向）に沿って幅広の略四角筒状とされるもので、左側壁２０ａ、右側壁２０ｂ、前側壁２０ｃ、及び、後側壁２０ｄを備えて、左側壁２０ａにおける上端側には、流入管１ａを貫通させるための貫通孔（図符号省略）を有している。実施形態の場合、流入部２０は、図２に示すように、左側壁２０ａを、タンク１における左側の壁部に近接させ、右側壁２０ｂを、定量移送装置２５の周囲を囲む区画壁３に近接させるように、構成されている。また、実施形態の場合、流入部２０の内部は、左右方向に沿って２つ並設される２枚の区画板２１，２１によって、区画されている。各区画板２１は、流入部２０の領域内を左右で略三等分するような位置に配置され、それぞれ、上端を貫通孔（流入管１ａ）の上下の中央と略一致した位置に配置させ（図２参照）、かつ、下端を前側壁２０ｃ，後側壁２０ｄの下端より下方であって、汚泥案内部２２の領域まで延ばすように配置させて（図８参照）、前側壁２０ｃと後側壁２０ｄとに連結されるように、前後方向に略沿って配置されている。

【0025】

汚泥案内部２２は、図８に示すように、前側壁２０ｃの下端から後下方に向かって延びる前傾斜壁２２ａと、後側壁２０ｄの下端から前下方に向かって延びる後傾斜壁２２ｂと、を備えて構成されている。前傾斜壁２２ａと後傾斜壁２２ｂとは、傾斜量を略同一とされるとともに、後傾斜壁２２ｂの下端を前傾斜壁２２ａの下端の略直下に位置させるように、前傾斜壁２２ａの長さ寸法を小さくして、後傾斜壁２２ｂの長さ寸法を前傾斜壁２２ａの長さ寸法より大きく設定している。なお、汚泥案内部２２における左右両側の部位は、流入部２０の左側壁２０ａ及び右側壁２０ｂを下方に延設させて、後傾斜壁２２ｂと前傾斜壁２２ａとの左右両側を覆うように、構成されている。また、実施形態では、汚泥分離手段１９は、汚泥貯留槽９の水位が図２，４に示すように低水位（L.W.L.）である場合にも、汚泥案内部２２を水面下に位置させるように、流入部２０の高さ（上下方向の幅寸法）を設定されている。

【0026】

そして、流入管１ａから流入される排水Ｗ０は、流入部２０における前側壁２０ｃ，後側壁２０ｄ，右側壁２０ｂや、区画板２１と当たって下方に向かって流れることとなり、排水Ｗ０中に含まれる汚泥Ｈは、汚泥案内部２２の後傾斜壁２２ｂや前傾斜壁２２ａによって案内されつつ、前傾斜壁２２ａの下端と後傾斜壁２２ｂの下端との間の隙間から構成される上下方向側（鉛直方向側）で開口した落下用開口２３から、下方に落下して、原水Ｗ１と分離されることとなる（図９,１０参照）。排水Ｗ０中の水分（原水Ｗ１）は、汚泥分離手段１９内の水面に落下して、下方に向かわず、流入部２０における前側壁２０ｃ及び後側壁２０ｄによって案内されるようにして、担体流動槽１２側（下流側）に向かって流れ、右側壁２０ｂに設けられる開口を経て、汚泥分離手段１９の下流側に配置される定量移送装置２５側に、案内されることとなる。なお、この汚泥分離手段１９から原水Ｗ１を定量移送装置２５側に移送させる開口は、図符号を省略するが、図２に示すように、大きく開口して形成されている。

【0027】

定量移送装置２５としては、実施形態の場合、公知の圧力式ポンプが用いられている。この定量移送装置２５の配置される領域は、図１に示すように、区画壁３により汚泥貯留槽９と区画されており、排水Ｗ０中の原水Ｗ１のみが、内部に流入することとなる。そして、原水Ｗ１は、定量移送装置２５により汲み上げられて、担体流動槽１２側に移送されることとなる。

【0028】

担体流動槽１２は、区画壁２によって、汚泥貯留槽９と区画されるもので、実施形態の場合、この担体流動槽１２が、原水Ｗ１の二次処理（好気処理）を行う二次処理槽Ｓ２を構成している。担体流動槽１２は、内部に、好気性の微生物を付着させるための合成樹脂製の図示しない担体を、充填させており、実施形態の場合、図５，６に示すように、内部を区画壁４により区画されて、メイン流動室１３と緩流動室１４とから構成されている。メイン流動室１３は、散気管２７Ａを内部に配置させて常時ばっ気されることにより、内部の担体を流動させている。緩流動室１４は、上端側に形成される移送口（図符号省略）を経てメイン流動室１３から被処理水Ｗ２を内部に流入させる構成とされるもので、散気管２７Ｂを内部に配置させて常時ばっ気されることにより、内部の担体を緩やかに流動させている。なお、緩流動室１４は、散気管２７Ｂによるエアの流出量（送風量）を、メイン流動室１３内への散気管２７Ａによるエアの流出量（送風量）より減らすことにより、メイン流動室１３よりも、内部の担体の流動速度を低速として、メイン流動室１３内での二次処理による有機物の分解処理によって発生した微細物を固液分離しやすい状態とする。メイン流動室１３及び緩流動室１４内に設置される散気管２７Ａ，２７Ｂは、図２，５に示すように、メイン流動室１３，緩流動室１４の底壁近傍まで延びるように、配設されるもので、エア供給管Ｐを介して図示しないブロワに連結されている。また、返送管３０に送られる被処理水Ｗ２を汲み上げるためのポンプ２８は、汚泥貯留槽９内に設置され、先端を緩流動室１４の底部付近と連通されて、緩流動室１４の底部付近から被処理水Ｗ２を汲み上げる構成とされている（図３，５参照）。ポンプ２８としては、実施形態の場合、エアリフトポンプが使用されており、このポンプ２８も、エア供給管Ｐを介して図示しないブロワに連結されている。

【0029】

沈殿槽１６は、図３，６に示すように、担体流動槽１２の下流側（後側）となる位置に配置されている。実施形態の場合、沈殿槽１６は、区画壁５により緩流動室１４と区画されて、緩流動室１４と隣接して配置され、下端近傍に設けられる移送口（図５参照）を経て、緩流動室１４からの被処理水Ｗ２を内部に流入させ、被処理水Ｗ２中に含まれる懸濁物質を沈降させて、上澄み液Ｗ３を形成するものである。消毒槽１７は、区画壁４，５，６により、担体流動槽１２及び沈殿槽１６と区画されるとともに、沈殿槽１６に隣接して配置され、沈殿槽１６から流入する上澄み液Ｗ３を消毒して、放流管１ｂから外部に放出させるものである。

【0030】

二次処理後の被処理水Ｗ２を内部に流通させて、汚泥貯留槽９内に返送させるための返送管３０は、図３，４に示すように、ポンプ２８に連通されて汚泥貯留槽９における上流側の領域（左端側の領域）まで延びる導管３１と、導管３１の先端から下方に延びる縦管部３２と、縦管部３２の先端から延びる横管部３４と、を備えている。

【0031】

導管３１は、ポンプ２８から延びるとともに、汚泥貯留槽９の上端近傍であって、かつ、汚泥分離手段１９における流入部２０の領域内に、左右方向に略沿って配置されている（図１参照）。具体的には、導管３１は、汚泥分離手段１９における流入部２０の後側壁２０ｄの前側に隣接して、配置されている。縦管部３２は、導管３１と連通されるように、導管３１の先端（左端）から下方に延びるように配置されるもので、汚泥貯留槽９における上流側（左端近傍）であって、実施形態の場合、汚泥分離手段１９の後側に隣接して配置されている。縦管部３２は、略上下方向に沿って配置されるとともに、先端となる下端を、汚泥貯留槽９の底壁９ａに接触させるように、構成されている（図３，４参照）。この縦管部３２は、図４に示すように、内部に、被処理水Ｗ２中の溶存酸素を微生物によって低減させるための接触材３３を、略全域にわたって充填させている。接触材３３としては、具体的には、被処理水Ｗ２を内部に流通可能な接触材や担体（実施形態の場合、ヘチマ様の円筒状の接触材）が用いられている。横管部３４は、図１，４に示すように、縦管部３２の下端（先端）側から、前方に延びるように、底壁９ａに略沿って配置されている。具体的には、横管部３４は、底壁９ａとの間に隙間を有するようにして、配置されている。そして、横管部３４は、先端（前端）側を閉塞されるとともに、底壁９ａと対向する下面側に、長手方向（前後方向）に沿って、複数（実施形態の場合、６個）の略円形に開口した流出孔３５を、配設させている。そして、返送管３０を経て返送される被処理水Ｗ２は、これらの流出孔３５から、下方（底壁９ａ側）に向かうようにして、汚泥貯留部１０に堆積している汚泥Ｈ中に、流出されることとなる。

【0032】

実施形態の浄化槽Ｃでは、汚泥貯留槽９の水位は、流入する排水Ｗ０の時間変動に伴って変動するが、設計上、図２〜４に示すように、高水位（H.W.L.）から低水位（L.W.L.）の範囲内で変動するものとされている。この範囲は、所定の基準に従って定められるものであり、通常運転時においては、汚泥貯留槽９の水位は、この範囲内で変動する。なお、通常運転時とは、通常の使用状態で通常の運転がなされている時をいい、故障等の異常時や、予定人数を超えて使用する等の異常な使われ方をした場合は除くものである。そして、実施形態の浄化槽Ｃでは、汚泥貯留槽９から担体流動槽１２には、定量移送装置２５によって原水Ｗ１を移送させることから、担体流動槽１２の水位は、略一定に保たれることとなる。沈殿槽１６の水位も、担体流動槽１２の水位と略同一であり、消毒槽１７の水位は、放流管１ｂの開口の下縁位置と略一致するもので、沈殿槽１６の水位よりも僅かに低く設定されることとなる。

【0033】

そして、実施形態の浄化槽Ｃでは、図９〜１１に示すようにして、排水Ｗ０を処理することとなる。なお、図９〜１１は、浄化槽Ｃ内における排水Ｗ０の流れを示す概略図である。まず、排水Ｗ０は、流入管１ａから汚泥貯留槽９内における汚泥分離手段１９の流入部２０内に流入することとなる。そして、汚泥分離手段１９により、排水Ｗ０が、汚泥Ｈと原水Ｗ１とに分離され、汚泥Ｈは、汚泥分離手段１９の落下用開口２３から下方に落下して、汚泥貯留槽９の底壁９ａ側（汚泥貯留部１０）に堆積することとなり、原水Ｗ１は、定量移送装置２５側に流れることとなる。そして、原水Ｗ１は、定量移送装置２５によって、担体流動槽１２内に移送されることとなる。原水Ｗ１は、担体流動槽１２のメイン流動室１３内でばっ気処理（好気処理）されることとなり、含有される有機物を分解処理されると同時に、含有されるアンモニア性の窒素を亜硝酸性若しくは硝酸性の窒素に酸化されることとなる（二次処理）。さらに、被処理水Ｗ２は、緩流動室１４内において低速で流動することにより、有機物の分解処理において発生した微細物を固液分離しやすい状態とする。そして、二次処理された被処理水Ｗ２は、沈殿槽１６側に流出されるとともに、一部を、ポンプ２８から、返送管３０を経て、汚泥貯留槽９内に返送されることとなる。このとき、返送される被処理水Ｗ２（硝化液）は、返送管３０の縦管部３２内に充填される接触材３３に付着した微生物によって、溶存酸素を除去された状態で、横管部３４に設けられる流出孔３５から、汚泥貯留部１０に堆積している汚泥Ｈ中に流出されることとなる。そして、汚泥貯留部１０（汚泥貯留槽９）内に流出した被処理水Ｗ２（硝化液）は、汚泥Ｈ内に生息している嫌気性の脱窒細菌と接触することにより、含有される亜硝酸性若しくは硝酸性の窒素を、気体の窒素Ｇ１に還元されて、被処理水Ｗ２（消化液）から窒素Ｇ１が除去（脱窒）されることとなる（図９，１０参照）。

【0034】

沈殿槽１６に流入した被処理水Ｗ２は、沈殿槽１６内において、含有される懸濁物質を沈降させた上澄み液Ｗ３とされて、消毒槽１７を経て、放流管１ｂから外部に放流されることとなる。

【0035】

そして、実施形態の浄化槽Ｃでは、二次処理後の被処理水Ｗ２を、返送管３０を経て、一次処理槽Ｓ１としての汚泥貯留槽９内における底壁９ａ付近に流出させることから、二次処理された被処理水Ｗ２が、窒素Ｇ１を除去されない状態で、二次処理槽Ｓ２としての担体流動槽１２側に流出することを抑制できる。また、実施形態の浄化槽Ｃでは、返送管３０は、被処理水Ｗ２を、汚泥貯留槽９内（汚泥貯留部１０）に堆積している汚泥Ｈ中に流出させる構成であることから、被処理水Ｗ２と汚泥Ｈとを攪拌するポンプを設けなくとも、被処理水Ｗ２と汚泥Ｈとを充分に接触させることができる。また、実施形態の浄化槽Ｃでは、従来技術のごとく、嫌気ろ床を設けなくとも、被処理水Ｗ２と汚泥Ｈとを接触させることにより、被処理水Ｗ２中の窒素Ｇ１を効果的に除去できる。その結果、実施形態の浄化槽Ｃでは、嫌気ろ床や、被処理水と汚泥とを攪拌させるためのポンプが、不要となって、製造コストの増大を招かず、また、定期的な清掃作業や、メンテナンスも容易である。

【0036】

したがって、実施形態の浄化槽Ｃでは、メンテナンスが容易で製造コストの増大を招かず、かつ、高い窒素除去率を得ることができる。

【0037】

また、実施形態の浄化槽Ｃでは、返送管３０内に、被処理水Ｗ２中の溶存酸素を低減させるための接触材３３を、配置させていることから、この接触材３３に付着している微生物によって、溶存酸素を除去した状態で、被処理水Ｗ２を、汚泥貯留槽９内に流入させることができる。そのため、被処理水Ｗ２の流入によって、嫌気性の脱窒細菌の働きを妨げず、脱窒細菌によって、被処理水Ｗ２中の窒素Ｇ１を高い除去率で除去させることが可能となることから、被処理水Ｗ２の窒素除去率を一層高めることができる。勿論、このような点を考慮しなければ、返送管内に溶存酸素低減用の接触材を配置させなくともよく、また、接触材を配置させない場合であっても、返送管３０により汚泥Ｈ中に被処理水Ｗ２を流出させるだけで、消毒後の上澄み液Ｗ３を外部へ放流可能な程度まで、窒素Ｇ１を除去することができる。

【0038】

さらに、実施形態の浄化槽Ｃでは、返送管３０が、汚泥貯留槽９の底壁９ａ近傍において底壁９ａに略沿うように配置される横管部３４を有し、この横管部３４の長手方向に沿って、複数の流出孔３５を、底壁９ａと対向して開口するように配置させている。そのため、実施形態の浄化槽Ｃでは、底壁９ａと対向するように開口されている流出孔３５から流出される被処理水Ｗ２は、底壁９ａに向かって流れた後、底壁９ａにぶつかって底壁９ａに沿って放射状に広がるように、流れることとなる（図１０，１１参照）。そして、流出孔３５は、横管部３４の長手方向に沿って、複数配置されていることから、各流出孔３５から流出される被処理水Ｗ２を、底壁９ａに沿って広い範囲に流すことができる。その結果、実施形態の浄化槽Ｃでは、汚泥貯留槽９内に堆積している汚泥Ｈが少量の場合にも、被処理水Ｗ２を汚泥Ｈと確実に接触させることができる。

【0039】

特に、実施形態の浄化槽Ｃでは、汚泥貯留部１０に汚泥を落下させる汚泥分離手段１９の汚泥案内部２２が、前下方に向かって延びる後傾斜壁２２ｂの長さを長くしており、汚泥Ｈは、主に、この後傾斜壁２２ｂに案内されて、底壁９ａにおける前側の領域に厚く堆積するように前下方に向かって落下することとなる（図１０参照）。そして、実施形態の浄化槽Ｃでは、縦管部３２の先端（下端）側から、横管部３４を、前方に向かって延ばすように配置させている。すなわち、実施形態の浄化槽Ｃでは、横管部３４を、汚泥Ｈの厚く堆積する領域に、配置させていることから、横管部３４に形成される流出孔３５から流出される被処理水Ｗ２を、効率よく、汚泥Ｈと接触させることができる。

【0040】

勿論、このような点を考慮しなければ、返送管３０として、横管部３４を備えず、ポンプに連結される導管３１と、先端側に流出孔を配置させた縦管部３２と、のみからなるものを使用してもよい。返送管３０として、導管３１と縦管部３２とのみからなる構成のものを使用する場合、縦管部３２の数は、実施形態のごとく１つでもよいが、図１２，１３に示すように、返送管３０Ａとして、導管３１Ａを複数に分岐させて、この分岐している導管３１Ａに、それぞれ、先端側に流出孔３５Ａを有した複数（図例では９個）の縦管部３２Ａを、連結させた構成のものを使用すれば、汚泥Ｈが局所的に堆積している場合にも、いずれかの縦管部３２Ａの先端側に形成される流出孔３５Ａから流出される被処理水Ｗ２を、汚泥Ｈと確実に接触させることができる。

【0041】

また、返送管３０Ｂとして、１つの導管３１Ｂと１つの縦管部３２Ｂとのみからなる構成のものを使用する場合、図１４，１５に示すごとく、縦管部３２Ｂの周縁において、下端側の流出孔３５Ｂの上側の領域に、底壁９ａを略全面にわたって覆い、かつ、略全域にわたって多数の貫通孔３８ａを配置させた仕切り板３８を配置させる構成とすれば、汚泥Ｈは、この仕切り板３８上に堆積することとなり、流出孔３５Ｂから流出する被処理水Ｗ２は、貫通孔３８ａを経て汚泥Ｈ側に流れることから、汚泥Ｈが局所的に堆積している場合にも、被処理水Ｗ２を、汚泥Ｈと確実に接触させることができる。

【0042】

さらにまた、実施形態の浄化槽Ｃでは、汚泥貯留槽９の上部側に、排水Ｗ０中の汚泥Ｈを分離して、汚泥貯留槽９内の下部（汚泥貯留部１０）に落下させるとともに、原水Ｗ１を担体流動槽１２側に案内する汚泥分離手段１９を配置させ、この汚泥分離手段１９により、排水Ｗ０を汚泥Ｈと原水Ｗ１とに分離させている。そのため、一旦汚泥貯留槽９内の下部（汚泥貯留部１０）に堆積した汚泥Ｈと原水Ｗ１とが混合され難く、汚泥Ｈには、底壁９ａ近傍に位置する返送管３０の先端側に形成される流出孔３５から流出される被処理水Ｗ２が、主に接触することとなる。そのため、汚泥Ｈと原水Ｗ１が混濁することを極力抑制できて、汚泥Ｈと被処理水Ｗ２とを安定して接触させることができ、被処理水Ｗ２中からの窒素除去を円滑に進行させることができる。

【0043】

特に、実施形態の浄化槽Ｃでは、汚泥分離手段１９の汚泥案内部２２が、上下方向に対して傾斜している前傾斜壁２２ａと後傾斜壁２２ｂとに沿わせるようにして、汚泥Ｈを案内しつつ、上下方向側で開口している落下用開口２３から、汚泥Ｈを落下させる構成である。そのため、実施形態の浄化槽Ｃでは、汚泥Ｈは、排水Ｗ０流入時の流速を弱められた状態で、落下用開口２３から静かに、水中を落下することとなる。そのため、汚泥貯留部１０内で、堆積している汚泥Ｈが、巻き上げられることを抑制できて、汚泥Ｈと、底壁９ａ近傍において流出孔３５から流出される被処理水Ｗ２と、を、安定して接触させることができる。

【0044】

そして、実施形態の浄化槽Ｃを用いた排水処理方法では、二次処理後の被処理水Ｗ２を、汚泥貯留槽９内の底部（底壁９ａ）付近である汚泥貯留部１０内に流出させて、汚泥貯留部１０に堆積している汚泥Ｈと接触させることから、被処理水Ｗ２と汚泥Ｈとを充分に接触させることができて、被処理水Ｗ２から、窒素Ｇ１を効果的に除去することができる。

【0045】

なお、実施形態では、被処理水Ｗ２を、担体流動槽１２（二次処理槽Ｓ２）から返送させているが、返送管３０により返送する被処理水Ｗ２を汲み上げる槽は、担体流動槽１２（二次処理槽Ｓ２）に限られるものではなく、二次処理後であればよく、例えば、沈殿槽１６の上澄み液Ｗ３を、一次処理槽Ｓ１に返送させる構成としてもよい。また、実施形態の浄化槽Ｃでは、担体流動槽１２の下流側に沈殿槽１６を配置させているが、沈殿槽１６を設けず、生物ろ過槽を設ける構成としてもよい。

【0046】

また、実施形態では、被処理水Ｗ２を返送管３０に流す手段として、被処理水Ｗ２を汲み上げるポンプ２８（エアリフトポンプ）を使用しているが、被処理水Ｗ２を返送管３０に流す手段は、エアリフトポンプに限られるものではなく、例えば、圧力ポンプを使用してもよい。また、被処理水Ｗ２を返送管３０に流す手段としては、返送管３０に被処理水Ｗ２を返送する槽、例えば、担体流動槽１２の水位を、定量移送装置２５により、常時、汚泥貯留槽９（一次処理槽Ｓ１）の水位より高く設定しておき、両者の水位差を利用して、ポンプ等を用いずに、被処理水Ｗ２を、担体流動槽１２から返送管３０に流すように構成してもよい。

【0047】

なお、実施形態では、排水処理装置として、浄化槽Ｃを例に採り説明しているが、本発明を適用可能な排水処理装置は、浄化槽に限られるものではなく、例えば、下水処理施設や、工業用排水の処理施設等に適用可能である。

【符号の説明】

【0048】

１…タンク、１ａ…流入管、１ｂ…放流管、２，３，４，５，６…区画壁、９…汚泥貯留槽（一次処理槽Ｓ１）、９ａ…底壁、１０…汚泥貯留部、１２…担体流動槽（二次処理槽Ｓ２）、１３…メイン流動室、１４…緩流動室、１６…沈殿槽、１７…消毒槽、１９…汚泥分離手段、２０…流入部、２０ａ…左壁部、２０ｂ…右壁部、２０ｃ…前壁部、２０ｄ…後壁部、２１…区画板、２２…汚泥案内部、２２ａ…前傾斜壁、２２ｂ…後傾斜壁、２３…落下用開口、２５…定量移送装置、２７（２７Ａ，２７Ｂ）…散気管、２８…ポンプ、３０…返送管、３１…導管、３２…縦管部、３３…接触材、３４…横管部、 ３５…流出孔、３８…仕切板、３８ａ…貫通孔、Ｇ１…窒素、Ｈ…汚泥、Ｗ０…排水、Ｗ１…原水、Ｗ２…被処理水、Ｗ３…上澄み液、Ｃ…浄化槽（排水処理装置）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】