特許 7599536 生物処理装置及び生物処理方法

(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】

(24)【登録日】2024-12-05

(45)【発行日】2024-12-13

(54)【発明の名称】生物処理装置及び生物処理方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/08 20230101AFI20241206BHJP

【ＦＩ】

C02F3/08 B

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023182562

(22)【出願日】2023-10-24

(62)【分割の表示】P 2022517994の分割

【原出願日】2020-11-20

(65)【公開番号】P2023178413

(43)【公開日】2023-12-14

【審査請求日】2023-10-24

(31)【優先権主張番号】1-2019-06505

(32)【優先日】2019-11-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】VN

(73)【特許権者】

【識別番号】000004400

【氏名又は名称】オルガノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】ドゥ バン コン、 ニエップ

(72)【発明者】

【氏名】グェン バン、 ホップ

(72)【発明者】

【氏名】目黒 裕章

【審査官】山崎 直也

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－２６９４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１１６６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１１３４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０４７３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２８６８８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ ３／０２－ ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理水を生物処理するための微生物が固定された担体が流動する第１の生物処理槽と、
前記第１の生物処理槽に設けられ、前記第１の生物処理槽を、前記被処理水の供給部を含む第１の領域と、前記第１の生物処理槽の下部で前記第１の領域と連通し、上部に前記第１の生物処理槽で処理された処理水の流出部が形成された第２の領域と、に分離する仕切り壁と、
前記流出部に設けられたスクリーンを備え、前記スクリーンは前記担体の前記第１の生物処理槽からの流出を防止する担体捕捉装置と、を有し、
前記担体は、前記第１の領域内に充填され、
前記第１の生物処理槽は、前記仕切り壁と対向する第１の側壁を有し、前記第２の領域は前記仕切り壁と前記第１の側壁との間に形成され、前記処理水は前記第１の側壁を超えて前記第１の生物処理槽を流出し、前記担体捕捉装置は前記第１の側壁の頂部に設けられ、
前記仕切り壁と前記第１の生物処理槽の底部との離隔距離をＤ、前記第１の側壁の頂部と前記第１の生物処理槽の前記底部との鉛直距離をＨとしたときに、ＤがＨの１／２未満である、生物処理装置。

【請求項2】

前記第２の領域は、前記第１の領域と連通する部分を介して前記第１の領域から流入した前記担体を沈降させるように構成されている、請求項１に記載の生物処理装置。

【請求項3】

前記第２の領域における前記処理水の流速は前記担体の沈降速度よりも小さい、請求項１または２に記載の生物処理装置。

【請求項4】

前記担体の比重は前記処理水の比重より大きい、請求項１から３のいずれか１項に記載の生物処理装置。

【請求項5】

前記第２の領域の容積は前記第１の領域の容積よりも小さい、請求項１から４のいずれか１項に記載の生物処理装置。

【請求項6】

前記第１の領域は天板で覆われており、前記天板に前記供給部のための開口が設けられている、請求項１から５のいずれか１項に記載の生物処理装置。

【請求項7】

前記第１の側壁を超えて前記第１の生物処理槽を流出した前記処理水を生物処理する第２の生物処理槽を有し、前記第２の生物処理槽内には曝気装置が備えられている、請求項１から６のいずれか１項に記載の生物処理装置。

【請求項8】

前記第１の生物処理槽では脱窒処理が行われ、前記第２の生物処理槽では好気処理が行われる、請求項７に記載の生物処理装置。

【請求項9】

被処理水を生物処理するための微生物が固定された担体が流動する第１の生物処理槽と、
前記第１の生物処理槽に設けられ、前記第１の生物処理槽を、前記被処理水の供給部を含む第１の領域と、前記第１の生物処理槽の下部で前記第１の領域と連通し、上部に前記第１の生物処理槽で処理された処理水の流出部が形成された第２の領域と、に分離する仕切り壁と、
前記流出部に設けられたスクリーンを備え、前記スクリーンは前記担体の前記第１の生物処理槽からの流出を防止する担体捕捉装置と、を有し、
前記担体は、前記第１の領域内に充填され、
前記第１の生物処理槽は、前記仕切り壁と対向する第１の側壁を有し、前記第２の領域は前記仕切り壁と前記第１の側壁との間に形成され、前記担体捕捉装置は前記第１の側壁の頂部に設けられ、
前記仕切り壁と前記第１の生物処理槽の底部との離隔距離をＤ、前記第１の側壁の頂部と前記第１の生物処理槽の前記底部との鉛直距離をＨとしたときに、ＤがＨの１／２未満である生物処理装置を用いた生物処理方法であって、
前記被処理水を前記第１の生物処理槽で生物処理することと、
前記第１の生物処理槽の処理水を前記第１の側壁を超えて前記第１の生物処理槽から流出させることと、
前記第１の領域と連通する部分を介して前記第１の領域から前記第２の領域に流入した前記担体を前記第２の領域において沈降させることと、
を有する生物処理方法。

【請求項10】

前記スクリーンの前記第２の領域の反対側から洗浄用流体を噴射することを有する、請求項９に記載の生物処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は生物処理装置及び生物処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ゲル状や繊維状の担体に保持された嫌気性細菌や好気性細菌などの微生物を用いて生物処理を行う水処理システムが知られている。生物反応槽に供給された被処理水に含まれる有機物が微生物によって分解される。微生物を保持する担体は生物反応槽の内部を流動する。担体の流出を防止するため、生物反応槽の流出口にはスクリーンが設置される。特許第３６６８３５８号明細書には、生物反応槽の本体部から出口側に張り出す流出口が形成され、流出口にスクリーンが設置された生物反応槽が開示されている。

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

特許第３６６８３５８号明細書に開示された生物反応槽においては、スクリーンの接液部はほぼ本体部と対向しており、本体部の液体とこれに含まれる担体は概ね水平方向に流出口に流入する。流出口に流入した担体のほぼ全量がスクリーンに達し、スクリーンに捕捉される。このため、大量の担体がスクリーンに付着し、スクリーンの定期的な清掃が必要となる。

【0004】

本発明は担体のスクリーンへの付着を抑制することが可能な生物処理装置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】

【0005】

本発明の生物処理装置は、被処理水を生物処理するための微生物が固定された担体が流動する第１の生物処理槽と、第１の生物処理槽に設けられ、第１の生物処理槽を、被処理水の供給部を含む第１の領域と、第１の生物処理槽の下部で第１の領域と連通し、上部に第１の生物処理槽で処理された処理水の流出部が形成された第２の領域と、に分離する仕切り壁と、流出部に設けられたスクリーンを備え、スクリーンは担体の第１の生物処理槽からの流出を防止する担体捕捉装置と、を有している。担体は、第１の領域内に充填され、第１の生物処理槽は、仕切り壁と対向する第１の側壁を有し、第２の領域は仕切り壁と第１の側壁との間に形成され、処理水は第１の側壁を超えて第１の生物処理槽を流出し、担体捕捉装置は第１の側壁の頂部に設けられている。仕切り壁と第１の生物処理槽の底部との離隔距離をＤ、第１の側壁の頂部と第１の生物処理槽の底部との鉛直距離をＨとしたときに、ＤがＨの１／２未満である。

【0006】

本発明によれば、生物反応槽は仕切り壁によって第１の領域と第２の領域とに分離されている。第２の領域は生物反応槽の下部で第１の領域と連通し、処理水の流出部は第２の領域の上部に形成されている。第２の領域は鉛直方向に延びている。第２の領域に流入した担体は重力によって沈降するため、スクリーンに達する担体の量が抑制される。従って、本発明によれば、担体のスクリーンへの付着を抑制することができる。

【0007】

上述した、およびその他の、本出願の目的、特徴、および利点は、本出願を例示した添付の図面を参照する以下に述べる詳細な説明によって明らかとなろう。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して本発明の生物処理装置の実施形態について説明する。生物処理装置は水処理システムの一部として使用される。まず、生物処理装置２を含む水処理システムの構成例について説明する。図１は水処理システム１の概略構成を示している。水処理システム１は生物処理装置２と沈殿槽３とを有している。生物処理装置２は、脱窒処理槽２Ａ（第１の生物処理槽）と好気処理槽２Ｂ（第２の生物処理槽）とで構成されている。脱窒処理槽２Ａには、被処理水の供給ラインＬ１と、再循環ポンプ５を備えた再循環ラインＬ２とが接続されている。被処理水は、供給ラインＬ１を通って脱窒処理槽２Ａに供給される。脱窒処理槽２Ａでは脱窒処理または嫌気性処理が行われる。脱窒処理では、水中に酸素が存在していない環境下で、被処理水中の硝酸が微生物の有機物を消費する呼吸のために使われることで、有機物が窒素と炭酸ガスと水とに分解される。嫌気性処理では、水中に溶存酸素及び亜硝酸（ＮＯ^２－）、硝酸（ＮＯ^３－）の中の酸素が存在していない環境下で、有機物が微生物によって、メタンガスと炭酸ガスと水とに分解される。脱窒処理槽２Ａで処理された水（処理水）は好気処理槽２Ｂに送られる。好気処理槽２Ｂでは好気処理が行わる。好気処理槽２Ｂは曝気装置５５を備えている。曝気装置５５によって好気処理槽２Ｂに空気が送り込まれ、微生物によって残留有機物が炭酸ガスと水とに分解される。好気処理槽２Ｂで処理された水は沈殿槽３に送られ、処理水から微生物汚泥が分離される。微生物汚泥の一部または全量は、再循環ポンプ５によって、再循環ラインＬ２を通って脱窒処理槽２Ａに戻される。以下、再循環ラインＬ２を通って脱窒処理槽２Ａに戻された、微生物汚泥を含む水も、供給ラインＬ１から供給される被処理水と合わせて「被処理水」という。

【0009】

次に、図２～６を参照して生物処理装置２の構成について説明する。図２は図１に示す水処理システム１における生物処理装置２の部分斜視図であり、第３の側壁１５の図示を省略している。図３は図２に示す生物処理装置２の、脱窒処理槽２Ａを示す断面図である。図４は図３のＡ－Ａ線に沿った生物処理装置２の、脱窒処理槽２Ａを示す平面図である。図５は図３のＢ部拡大図である。図６はスクリーン２７の部分斜視図である。以下の説明において、幅方向Ｗは脱窒処理槽２Ａの第１及び第２の側壁１３，１４と平行な方向を意味する。

【0010】

脱窒処理槽２Ａには被処理水と、微生物（嫌気性細菌）が固定された担体とが収容されている。生物処理装置２は鉄筋コンクリート製の躯体であり、脱窒処理槽２Ａ及び好気処理槽２Ｂの底部１２Ａを構成する底板１２と、底板１２に接続された４つの側面１３～１６と、天板１７と、を有している。脱窒処理槽２Ａの出口側の側壁を第１の側壁１３、第１の側壁１３の反対側に位置する脱窒処理槽２Ａの入口側の側壁を第２の側壁１４、第１及び第２の側壁１３，１４と直交する脱窒処理槽２Ａ及び好気処理槽２Ｂの側壁を第３及び第４の側壁１５，１６という。

【0011】

脱窒処理槽２Ａには仕切り壁１８が設けられている。脱窒処理槽２Ａは仕切り壁１８によって第１の領域１９と第２の領域２０とに分離されている。第１の領域１９は、主に被処理水を脱窒処理するための領域である。第１の領域１９は、被処理水の供給部２２と撹拌機２３とを有している。被処理水の供給部２２は供給ラインＬ１と再循環ラインＬ２とからなる。攪拌機２３の位置、個数及び仕様は、脱窒処理槽２Ａ内の担体が十分に撹拌できるような一般的な選定基準で決定される。脱窒処理槽２Ａは無酸素または嫌気性処理を行うものであるため、空気を供給する曝気装置は設けられていない。酸素の侵入をできるだけ防止するため、第１の領域１９は天板１７で覆われている。天板１７には供給ラインＬ１と再循環ラインＬ２が通るための開口１７Ａが設けられている。仕切り壁１８は天板１７から下方に伸びており、下端部は脱窒処理槽２Ａの底部１２Ａと離隔している。従って、第１の領域１９と第２の領域２０は脱窒処理槽２Ａの下部の連通部２１で互いに連通している。仕切り壁１８は鉄筋コンクリートで作られているが、金属プレートで作成してもよい。金属プレートは例えば、ステンレス鋼のプレート、ステンレスでライニングされた鋼板を含む。

【0012】

供給ラインＬ１と再循環ラインＬ２は脱窒処理槽２Ａの入口側、すなわち第２の側壁１４の近傍に設けられている。供給ラインＬ１と再循環ラインＬ２は、第２の側壁１４の幅方向Ｗにおける中心線の両側に、当該中心線に関しほぼ対称の位置に設けられている。このため、供給ラインＬ１と再循環ラインＬ２から供給された被処理水はほぼ第２の側壁１４と垂直な方向に、第２の領域２０に向かって流動する。供給ラインＬ１と再循環ラインＬ２の側面には、脱窒処理槽２Ａに開口し、被処理水を脱窒処理槽２Ａに供給する複数の供給口２４が形成されている。複数の供給口２４は第２の側壁１４と対向しており、被処理水を第２の側壁１４に向けて放出する。被処理水は第２の側壁１４に衝突し、その後向きを反対方向に変えて第２の領域２０に向かって流動する。従って、被処理水は第１の領域１９内で大きな偏流を生じにくくなり、被処理水の流速や撹拌機２３により、担体が第１の領域１９内で効率よく流動することができる。

【0013】

さらに、第１の阻流板５１を設けることで、第１の領域１９内でより偏流を生じにくくすることができる。第１の阻流板５１は、第１の領域１９内でより偏流を抑えることができれば、その形状、配置等に制限はない。本実施形態では、図３，図４に示すように、第１の阻流板５１は供給ラインＬ１及び再循環ラインＬ２の下流側に設けられた仕切り壁１８と同様な壁である。第１の阻流板５１を設けない場合、供給ラインＬ１や再循環ラインＬ２の上部から供給される被処理水は第２の領域２０との連通部２１に向かう流れが第１の領域１９に対して均一にならず、第１の領域１９の仕切り壁１８の上部付近の水に偏流が生じ、偏流が担体をスクリーンへ到達させるおそれがある。第１の阻流板５１を設けることで、第１の領域１９に供給された被処理水は第１の阻流板５１を超えた際に第１の領域１９に対して均一になるため、仕切り壁１８の上部付近の水に偏流が生じるのを抑制することができる。

【0014】

第２の領域２０は脱窒処理槽２Ａで処理された水（処理水）の流出部２５を含む領域であり、その容積は第１の領域１９よりも小さい。第２の領域２０は第１の側壁１３と第３の側壁１５と第４の側壁１６と仕切り壁１８とによって画定されている。天板１７は第２の領域２０には設けられていない。処理水の流出部２５は第２の領域２０の上部のみに、より正確には第１の側壁１３の頂部１３Ａに形成されている。第１の側壁１３の頂部１３Ａは第３の側壁１５、第４の側壁１６、仕切り壁１８の頂部より低い水平面であり、第２の領域２０に流入した処理水は第１の側壁１３の頂部１３Ａを超えて好気処理槽２Ｂに流出する。

【0015】

流出部２５、より正確には第１の側壁１３の頂部１３Ａに、担体の脱窒処理槽２Ａからの流出を防止する担体捕捉装置２６が設けられている。担体捕捉装置２６は、スクリーン２７と支持部２８とを有しており、第１の側壁１３の頂部１３Ａに支持部２８が固定されている。スクリーン２７はウェッジワイヤスクリーンからなる。図５，６に示すように、スクリーン２７は複数のワイヤロッド２９と複数のサポートロッド３０とから構成されている。ワイヤロッド２９は互いに平行に、且つ互いに間隔をあけて配置されている。サポートロッド３０はワイヤロッド２９と直交する方向に延びており、互いに平行に、且つ互いに間隔をあけて配置されている。サポートロッド３０の間隔はワイヤロッド２９の間隔よりも大きい。各ワイヤロッド２９は幅広面２９Ａと幅狭面２９Ｂとを有する逆三角形断面形状を有し、幅狭面２９Ｂがサポートロッド３０に固定されている。互いに隣接する幅広面２９Ａの間の間隔は、処理水の流通を許容し且つ担体の平均直径より十分に小さい寸法とされている。サポートロッド３０は支持部２８に固定されている。支持部２８は金属プレートからなり、ボルト（図示せず）によって第１の側壁１３の頂部１３Ａに固定されている。スクリーン２７は幅広面２９Ａが処理水の流動方向（図６に矢印で示す）における上流側、幅狭面２９Ｂが処理水の流動方向における下流側となる向きで配置されている。処理水はワイヤロッド２９の幅広面２９Ａの間を通り、処理水に含まれる担体が幅広面２９Ａ、または幅広面２９Ａの間の隙間で捕捉される。スクリーン２７の構成はウェッジワイヤスクリーンに限定されず、処理水を通し担体を捕捉できる限りあらゆるスクリーンを使用することができる。例えば、多数の小孔が形成されたパンチングメタルをスクリーン２７として用いることができる。

【0016】

図５に示すように、スクリーン２７は鉛直方向Ｖに対して傾斜しているのが好ましい。すなわち、スクリーン２７と支持部２８は９０度以外の角度で交差している。スクリーン２７を傾斜させることで、スクリーン２７の接液面積を増加させることができる。スクリーン２７は第２の領域２０側に傾斜していてもよいし、第２の領域２０の反対側（好気処理槽２Ｂ側）に傾斜していてもよい。前者の構成は、スクリーン２７に付着した担体が第２の領域２０に落下するためより好ましい。

【0017】

担体捕捉装置２６は、スクリーン２７の第２の領域２０の反対側（好気処理槽２Ｂ側）に洗浄装置３１を備えることができる。洗浄装置３１はスクリーン２７に洗浄用流体を噴射する。洗浄装置３１は洗浄用流体を供給する配管３２を有している。配管３２はスクリーン２７の幅方向Ｗに、スクリーン２７のほぼ全幅と対向して延びている。配管３２のスクリーン２７と対向する面に洗浄用流体を噴射する多数のノズル３３が形成されている。後述するように、スクリーン２７に付着する担体の量は限られているが、スクリーン２７への担体の付着を完全に防止することは難しい。このため、スクリーン２７に付着した担体を定期的に除去することが望ましい。洗浄用流体は好ましくは水または空気である。洗浄装置３１は第２の領域２０側に設けられていても、第２の領域２０側と第２の領域２０の反対側の両方に設けられていてもよい。

【0018】

次に、図３を参照して、生物処理装置２を用いた水処理方法の手順、ないし生物処理装置２、特に脱窒処理槽２Ａの動作について説明する。上述のように、脱窒処理槽２Ａの第１の領域１９に供給された被処理水は第１の領域１９を第２の領域２０に向かって流動しながら、担体Ｃに固定された微生物によって無酸素もしくは嫌気性処理を受ける。処理水は第１の領域１９と第２の領域２０との間の連通部２１を通って第２の領域２０に流入する。処理水は第２の領域２０を上昇し、担体Ｃも処理水の上昇流に随伴して第２の領域２０を上昇する。しかし、担体Ｃの比重は処理水の比重より大きいため、ほとんどの担体Ｃは流出部２５に達することなく、重力によって下降ないし沈降する。連通部２１から第２の領域２０の下部にかけての領域では、第２の領域２０に流入する処理水により生み出された流れと、攪拌機２３により生み出された流れにより、流出部２５に向かう処理水及び担体Ｃの流れと、第２の領域２０を下降して第１の領域１９に戻る担体Ｃの流れが共存していると考えられる。第２の領域２０に侵入したほとんどの担体Ｃは、第２の領域２０を上昇し、次に下降し、第１の領域１９に戻ると考えられる。連通部２１から第１の領域１９に戻る処理水の流れによって、担体Ｃが第２の領域２０の底部１２Ａや連通部２１に滞積することが防止される。

【0019】

処理水は第２の領域２０の流出部２５に達し、第１の側壁１３の頂部１３Ａを超える。処理水はスクリーン２７を通過し、脱窒処理槽２Ａから好気処理槽２Ｂに流出する。第１の領域１９内の担体Ｃは、ほとんどが撹拌機２３により生み出される流れにより第１の領域１９に留まる。一部の担体Ｃは、側壁１４から側壁１３への流れにより第２の領域２０に流出するが、担体Ｃの比重が液体の比重より大きいため、第２の領域２０内で沈降する。しかし、第２の領域２０に流出した担体Ｃの一部は、沈降することなく第２の領域２０の流出部２５に達する可能性がある。第２の領域２０の流出部２５に達した担体Ｃは、第１の側壁１３の頂部１３Ａに設けられたスクリーン２７に捕捉され、脱窒処理槽２Ａから流出することが防止される。

【0020】

仕切り壁１８と脱窒処理槽２Ａの底部１２Ａとの離隔距離Ｄは所定の範囲に設定することが望ましい。離隔距離Ｄが小さすぎると、連通部２１の圧力損失が大きくなり第２の領域２０に十分な水量を供給することができない。所定の範囲は、例えば、離隔距離Ｄと脱窒処理槽２Ａの幅方向Ｗの寸法とを乗じて算出される面積が、第２の領域２０の流路断面積以上であるように設定されることが望ましい。また、生物処理装置２の停止時には液体の流動がないため、比重の大きい担体Ｃが下降し第１の領域１９の底面に堆積する。離隔距離Ｄが小さい場合、底部１２Ａに堆積した担体Ｃが連通部２１を塞ぐ可能性がある。この状態で生物処理装置２を再起動すると、連通部２１を塞いでいる担体が第２の領域２０に押し出される。この結果、大量の担体がスクリーン２７に到達し、スクリーン２７が閉塞する可能性がある。従って、離隔距離Ｄは生物処理装置２の停止時に底面に堆積した担体層の厚さよりも大きくすることが好ましい。これによって、連通部２１において、底面に堆積した担体の上方に流路が確保され、第１の領域１９の液体が担体の上方を通って第２の領域２０に流れる。

【0021】

脱窒処理槽２Ａの底部１２Ａに堆積する担体層の厚さは担体の充填率に依存する。充填率は脱窒処理槽２Ａに保持されている液体の容積に対する担体の体積比を意味する。脱窒処理槽２Ａはほぼ直方体であるため、充填率は第１の側壁１３の頂部１３Ａと脱窒処理槽２Ａの底部１２Ａとの鉛直距離Ｈに対する、仕切り壁１８と脱窒処理槽２Ａの底部１２Ａとの離隔距離Ｄの比率に概ね一致する。以上より、仕切り壁１８と脱窒処理槽２Ａの底部１２Ａとの離隔距離Ｄは、第１の側壁１３の頂部１３Ａと脱窒処理槽２Ａの底部１２Ａとの鉛直距離Ｈに担体の充填率を乗じた値より大きいことが望ましい。充填率は被処理水の水質などによって変動する。しかし、充填率が４０％を超えることはほとんどなく、５０％を超えることはほぼあり得ない。従って、現実的には、離隔距離Ｄを第１の側壁１３の頂部１３Ａと脱窒処理槽２Ａの底部１２Ａとの鉛直距離Ｈの１／２以上確保する必要性はない。換言すれば、離隔距離Ｄは第１の側壁１３の頂部１３Ａと脱窒処理槽２Ａの底部１２Ａとの鉛直距離Ｈの１／２未満でよい。

【0022】

上述の通り、第２の領域２０では担体を処理水の上昇流に打ち勝って沈降させるため、第２の領域２０における処理水の流速Ｖは、少なくとも担体の沈降速度より小さいことが望ましい。沈降速度は処理水の性状と担体の種類によって予め求めることができる。第２の領域２０における処理水の流速Ｖは、脱窒処理槽２Ａに供給される被処理水の流量（すなわち、第２の領域２０に供給される処理水の流量）と、第２の領域２０の流路断面とで決定される。担体が確実に沈降するようにするため、第２の領域２０における処理水の流速Ｖは安全率を考慮して決定することが望ましい。安全率は１．２～２．０程度の範囲から決定するのが望ましい。換言すれば、第２の領域２０における処理水の流速Ｖは担体の沈降速度の０．５～０．８倍とすることが望ましい。生物処理装置２の単位時間当たり処理量が決まっている場合は、第２の領域２０における処理水の流速Ｖが所定の値となるように、第２の領域２０の流路断面を決定することが望ましい。

【0023】

第２の領域２０から第１の側壁１３へ越流する水の流れは、供給ラインＬ１と循環ラインＬ２とによって規定される流量に依存するが、上述の通り、攪拌機２３によって生じた偏流が担体と共に第２の領域２０の上部に達して、担体がスクリーンに付着することがある。第２の阻流板５２を設けることで、攪拌機２３によって生じる流れを抑制し、担体捕捉装置２６に到達する担体Ｃの量を抑えることができる。第２の阻流板５２は、担体捕捉装置２６に到達する担体Ｃの量を抑えることができれば、その形状、配置等に制限はない。本実施形態では、図３，図４に示すように、第２の阻流板５２は、第１の側壁１３から側方に突き出す邪魔板である。第２の阻流板５２は、第２の領域２０における処理水の上昇流を抑制する。図３に示すように、第２の阻流板５２は下方向に傾斜している。これによって、第２の阻流板５２の上面に担体が蓄積せず、一旦上昇した担体を第２の阻流板５２の上面に沿って降下ないし沈降させることができる。第２の阻流板５２を設けることで、担体捕捉装置２６に到達する担体Ｃの量を抑えることができるため、担体捕捉装置２６のスクリーン２７をより小さくすることができる。

【0024】

本実施形態は以下の長所を有する。上述のように、第２の領域２０の入口（連通部２１）は脱窒処理槽２Ａの下部に位置しており、第２の領域２０の出口は第２の領域２０の上部のみにある。換言すれば、流出部２５ないしスクリーン２７は、連通部２１より上方且つ第１の領域１９から水平方向に直視不能な位置に設けられている。この構成によって、処理水は脱窒処理槽２Ａを流出する直前に必ず上昇流となって流動し、処理水から担体が分離される。スクリーン２７に達する担体の数が連通部２１を通過する担体の数より大幅に低減するため、スクリーン２７の接液面積は小さくてよい。換言すれば、ほとんどの担体は第２の領域２０の縦方向流路構成によって処理水から分離されるため、スクリーン２７は主にバックアップとして機能する。このため、スクリーン２７の小型化とコストダウンが可能である。スクリーン２７を清掃する頻度及び／または清掃時間も抑えることができる。

【0025】

従来のスクリーンでは多くの部分が脱窒処理槽２Ａに水没していたため、スクリーンの清掃方法が制約されている。脱窒処理槽２Ａの水抜きを行えば、清掃は容易に行うことができるが、この方法では生物処理装置２を停止する必要がある。稼働中に水没部を清掃するためには特別な設備が必要となり、清掃コストが増加する。これに対して、本実施形態ではスクリーン２７が処理水が越流する箇所に設けられているため、稼働中に容易に清掃ができ、清掃コストも抑えられる。また、槽内の水を抜かなくても被処理水の供給を停止するだけでスクリーン２７はほぼ全域が露出するため、効率よく清掃ができる。このメリットは無酸素または嫌気性処理において特に顕著である。前述の通り、好気性処理では一般に曝気装置が設けられ、曝気装置から噴出する空気によってスクリーン２７が定常的に洗浄される。しかしながら、無酸素または嫌気性処理では脱窒処理槽２Ａへの空気の流入を避けることが望ましいため、曝気装置を用いた洗浄を行うと、処理効率が低下する。また、空気曝気したときの空気の溶解効率は水深が深いほど高くなるため、スクリーン２７に水没部があると不利になる。このため、嫌気性処理では好気性処理と比べて曝気条件を緩和せざるを得ず、スクリーン２７に担体が付着しやすい。本実施形態ではスクリーン２７の清掃が容易であるため、嫌気性処理におけるこのような問題点の解決が容易である。また、本実施形態では、第１の領域１９が仕切り壁１８で第２の領域２０と隔離されているため、第１の領域１９に空気が流入しにくい。このため、洗浄装置３１でスクリーン２７を清掃する場合、洗浄用流体として空気を使用することができる。

【0026】

以上、本発明を一実施形態によって説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、除去する物質の種類や濃度等によってさまざまな態様で修正することができる。例えば、好気処理槽２Ｂを設けずに、脱窒処理槽２Ａから排出される水を沈澱槽３に供給することができる。また、好気処理槽２Ｂにも同様の担体捕捉装置２６を設けることができる。好気性細菌を固定する担体はスポンジなどの軽量な物質から形成されるため、嫌気性微生物の担体と比べて重力による沈降が生じにくい。しかし、水分を含んだ担体の比重は被処理水の比重より大きい場合もあり、本発明の効果が得られる場合がある。また、一般的には、本実施形態のように一つの仕切り壁１８を設けるだけで、担体を液体から分離する十分な効果が得られるが、例えば担体の比重が処理水の比重に近く、重力による担体の分離効果が小さい場合、仕切り壁１８の上流に底板１２から立ち上がる他の仕切り壁を配置することもできる。

【0027】

本発明は生物処理装置の改造方法に適用することができる。例えば、生物反応槽の一つの側面に大型のスクリーンが取り付けられている生物処理装置を、本実施形態と同様の構成の生物処理装置に改造することができる。改造工事は以下の手順で行うことができる。まず、大型のスクリーンを取り外し、第１の側壁１３を設ける。生物反応槽の内側に仕切り壁１８を設け、第１の側壁１３の頂部１３Ａに本実施形態の小型のスクリーン２７を含む担体捕捉装置２６を設ける。施工性の観点から、仕切り壁１８は金属プレートで作成することが好ましい。

【0028】

本発明のいくつかの好ましい実施形態を詳細に示し、説明したが、添付された請求項の趣旨または範囲から逸脱せずに様々な変更および修正が可能であることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の一実施形態に係る水処理システムの断面図である。

【図2】図１に示す水処理システムにおける生物処理装置の部分斜視図である。

【図3】図２に示す生物処理装置の部分断面図である。

【図4】図３のＡ－Ａ線に沿った生物処理装置の部分平面図である。

【図5】図３のＢ部拡大図である。

【図6】スクリーンの部分斜視図である。

【符号の説明】

【0030】

２ 生物処理装置
２Ａ 脱窒処理槽（第１の生物処理槽）
２Ｂ 好気処理槽（第２の生物処理槽）
１２ 底板
１３～１６第１～第４の側壁
１７ 天板
１８ 仕切り壁
１９ 第１の領域
２０ 第２の領域
２１ 連通部
２２ 供給部
２５ 流出部
２６ 担体捕捉装置
２７ スクリーン
３１ 洗浄装置
Ｃ 担体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】