JPH0359758B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、単一の生物処理槽内で少なくとも
曝気工程、汚泥の静置分離工程、上澄液引抜き工
程から成るサイクルを繰返して汚水処理を行う回
分式生物処理装置に係り、特に上澄液を排出する
フロート式の上澄液引抜き管の引抜き流量調節手
段に関する。

「従来の技術」 従来、フロート式の上澄液引抜き管を有する回
分式生物処理装置においては、上澄液の引抜き開
始及び終了を、第１２図に示すように上澄液引抜
き管１の下降及び上昇により行うか、または第１
３図に示すように上澄液引抜き管２の排出端に設
ける弁３を液面検出器４からの検出信号に基づい
て開閉することにより行つている。そして、上澄
液の引抜きは、生物処理槽５内の液面と上澄液引
抜き管１，２の排出開口とのレベル差による自然
流下にまかせていた。したがつて、上澄液引抜き
管１，２の抜出し口１ａ，２ａと汚泥界面Ｓが近
づく上澄液引抜き工程の終了間際には上記のレベ
ル差が小さくなつて上澄液引抜き流量（流速）が
小さくなり、汚泥の巻き込みが回避されるという
利点があつた。また上澄液引抜き管１，２のフロ
ート１ｂ，２ｂを環状に形成することにより、上
澄液上に浮ぶスカムが上澄液引抜き管１，２の抜
出し口１ａ，２ａに流入するのを防止することが
できるという利点もあつた。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、上記従来の生物処理装置では、上澄
液の引抜きは上述の如く自然流下によるので引抜
き初期は引抜き流量が大きく。このため、活性汚
泥が所定のレベル以下（例えば静置分離工程の液
面レベルの略半分程度のレベル以下）まで沈殿し
てから上澄液引抜き工程を開始するのが実情であ
り、汚泥の静置分離工程と上澄液引抜き工程に長
時間を要すると共に、引抜き時間が固定的で汚泥
の性状等の状況に合せてこれを調整することがで
きないといつた問題があつた。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、フロート式の上澄液引抜き管の長所を生か
し、かつ、上澄液引抜き流量の調節を行うことの
できる回分式生物処理装置を提供することを目的
とする。

「問題点を解決するための手段」 上記目的を達成するために、この発明は、生物
処理槽内に設けられ、先端部分にフロートと上澄
液の抜出し口を有して少なくとも該先端部分が水
位の変動に追従する上澄液引抜き管と、一端が上
記上澄液引抜き管の基端に接続され他端が処理水
槽の上記生物処理槽における上澄液引抜き下限レ
ベル以下の位置で開口し、上記上澄液引抜き管に
よつて引抜かれた上澄液を上記処理水槽に導入す
る連通管と、上記処理水槽に受入られた上澄液を
排出するポンプと、上記処理水槽の液面が上記連
通管開口下端を越えた状態で該液面を直接または
間接に検出して上記ポンプを起動停止する制御手
段とを設けて構成したものである。

「作用」 そして、本発明の回分式生物処理装置において
は、生物処理槽内の上澄液は、上澄液引抜き管を
通じて処理水槽内に導かれ、ポンプによつて放流
されるが、その際、上澄液の引抜き流量は、ポン
プによる放流流量を調整することによつて容易に
調整される。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第１１
図を参照して説明する。

図中１０は生物処理槽で、この生物処理槽１０
内で第９図に示す原排水の受入れと曝気工程、汚
泥の静置分離工程、上澄液引抜き工程から成るサ
イクルが繰返されるようになつている。そして、
この生物処理槽１０の内部に、先端にフロート１
１と上澄液の抜出し口１２を有し基端が連通管１
３に接続して生物処理槽１０外に連通された上澄
液引抜き管１４が配設されると共に、この生物処
理槽１０の槽壁１０ａの上部には、上記上澄液引
抜き管１４を起倒する起倒装置１５が設置されて
いる。

上記上澄液引抜き管１４は、所定長さの直管１
４ａの先端に45度の曲り管１４ｂを介して上記抜
出し口１２を有する集液管１４ｃが連設され、か
つ、上記直管１４ａの基端に90度の曲り管１４ｄ
が連設されたもので、その基端の曲り管１４ｄ
が、槽壁１０ａに固定された上記連通管１３の曲
り管に回転継手１４ｅを介して上下に回動自在に
接続されている。そして、上記集液管１４ｃには
左右一対の連結板１４ｆ，１４ｆが固定して取付
けられると共に、集液管１４ｃの上方には、４本
のパイプ１１ａ，…を四角形の環状に組合せて形
成した上記フロート１１が、集液管１４ｃの抜出
し口１２がフロート１１の中心下方にくるように
して、その互いに対向する左右のパイプ１１ａに
渡して取付けた左右一対の取付け板１１ｂ，１１
ｂを上記連結板１４ｆ，１４ｆに連結軸１４ｇに
よつて連結されて、連結板１４ｆ，１４ｆに対し
て上下に回動自在に設けられている。

また、上記起倒装置１５は、アングル材により
形成され、生物処理槽１０の槽壁１０ａの上部に
固定して設置された支持架台１６と、この支持架
台１６の上部中央に、ロツド１７ａを下方に向け
た状態で固定して取付けられたエアシリンダ１７
と、このエアシリンダ１７のロツド１７ａの先端
に連結部材１８を介して固定された前後一対の菱
形の取付け板１９，１９の左右に軸線を前後に向
けて取付けられ、同一の鉛直面内において回転自
在なる左右一の可動滑車２０ａ，２０ｂと、上記
エアシリンダ１７のロツド１７ａの伸長端より若
干下方の位置にくるように支持架台１６に軸線を
前後に向けて取付けられ、上記可動滑車２０ａ，
２０ｂと同一の鉛直面内において回転自在なる固
定滑車２１と、上記左方の可動滑車２０ａから固
定滑車２１を経て右方の可動滑車２０ｂに巻回さ
れると共に、一端が上記上澄液引抜き管１４の連
結部１４ｇにシンブル２２ａを介して接続され、
他端が、上記支持架台１６の下面に鉛直に設けら
れたガイド管２３の内部に挿入されている２個の
錘２４に接続されたワイヤロープ２２とから構成
されている。そして、上記エアシリンダ１７のシ
リンダ本体１７ｂには、スプードコントローラ２
５ａ，２５ｂをそれぞれに備えた２本の空気管２
６ａ，２６ｂが接続され、この２本の空気管２６
ａ，２６ｂは空気供給管２７によつて圧縮空気源
２８に連絡された四方の電磁切換弁２９に連絡さ
れており、第１０図に示す如く、圧縮空気を下方
の空気管２６ｂを通じてシリンダ本体１７ｂに供
給することによりロツド１７ａを収縮させ、可動
滑車２０ａ，２０ｂを上昇ささせて固定滑車２１
から離間させる一方、第１図に示すように電磁切
換弁２９を切換えて圧縮空気を上方の空気管２６
ａからシリンダ本体１７ｂに供給することにより
ロツド１７ａを伸長させ、可動滑車２０ａ，２０
ｂを下降させて固定滑車２１に接近させることが
できるようになつている。また、上記ガイド管２
３の支持架台１６に対する接合部には、錘２４よ
り小径のパイプや上方から見て断面コ字形の部材
等から成るストツパ３０が設けられており、この
ストツパ３０により錘２４がガイド管２３から上
方へ抜けないようになつている。さらに、上記支
持架台１６の内部の前方と後方側には、左右一対
のアングル材を互いに対向配設して形成したガイ
ドレール３１，３１が添設される一方、上記取付
け板１９，１９と連結部材１８の上下の部位にに
は、車軸３２ａ，３２ａの両端にそれぞれ車輪３
２ｂ，３２ｂを備えて成るガイド輪３２，３２が
軸線を前後に向けて取付けられ、このガイド輪３
２，３２は上記ガイドレール３１，３１に沿つて
上下動するようになつている。またさらに、上記
生物処理槽１０には、上澄液のレベルが上澄液引
抜き下限レベルLWLになつたときにこれを検知
する第１レベルスイツチ３３が付設されており、
この第１レベルスイツチ３３からの信号により上
記電磁切換弁２９が第１０図の位置に切換えられ
るようになつている。

一方、上記生物処理槽１０の隣りには、内部に
上記連通管１３の外方端が臨ませられる処理水槽
３４（上澄液槽）が設置され、この処理水槽３４
の内底部には、吐出側に放流管３５が接続された
ポンプ３６が設置されている。そして、上記放流
管３５には、流量計３７とこの流量計３７からの
信号により開度が調整される流量調整弁３８とが
設けられると共に、上澄液を処理水槽３４に戻す
循環管３９が接続され、この循環管３９にオリフ
イス３９ａが設けられている。また、上記処理水
槽３４には、処理水槽３４内の液面が所定の上限
レベルH₂WLに達したときにこれを検知すると共
に上記ポンプ３６を起動する上方レベルスイツチ
４０ａと、処理水槽３４内の液面が所定の下限レ
ベルL₂WLになつたときにこれを検知すると共に
上記ポンプ３６を停止する下方レベルスイツチ４
０ｂとが設けられており、この上方レベルスイツ
チ４０ａと下方レベルスイツチ４０ｂとが、処理
水槽３４の液面を検知し、その検知信号に基づい
て上記ポンプ３６を停動する液面検知装置４０
（制御手段）を構成している。

ここで、処理水槽３４に設けた連通管１３開口
の取付け高さは、生物処理槽１０における上澄液
引抜き下限レベルLWL以下であればよいが、汚
泥の静置分離工程終了時の沈降汚泥界面Ｓと上記
上澄液引抜き下限レベルLWLとの間に設けるの
がよく、好ましくは上澄液引抜き下限レベル
LWLの近傍に設けるのがよい。

また、上記処理水槽３４の容量は、生物処理槽
１０の１サイクルで処理する水量より揺かに小さ
い。さらに、上記下方レベルスイツチ４０ｂの液
面検出位置高さ（すなわち処理水槽３４の下限レ
ベルL₂WL）は、生物処理槽１０の上澄液引抜き
下限レベルLWLに同じレベルと連通管１３の開
口下端との間、好ましくは上澄液引抜き下限レベ
ルLWLと同じレベルがよい。また、上記上方レ
ベルスイツチ４０ａの検出位置（すなわち処理水
槽３４の上限レベルH₂WL）は、当然上記下方レ
ベルスイツチ４０ｂの液面検出位置を越えた高い
位置で、生物処理槽１０の上澄液が上澄液引抜き
管１４を介して処理水槽３４内に流入して生物処
理槽１０と処理水槽３４の液面が互いに一致する
（バランスする）仮想液面以下の高さであり、好
ましくは上澄液引抜き下限レベルLWLを越えた
該上澄液引抜き下限レベル近傍のレベルがよい。

なお、図中HWLは生物処理槽１０の上澄液引
抜き上限レベルで、汚泥の静置分離工程における
生物処理槽１０の水位に相当する。

次に、上記構成の生物処理装置の作用について
説明するが、生物処理装置全体の作用の説明に先
立つて先ず起倒装置１５の作用を説明する。

上記起倒装置１５によつて上澄液引抜き管１４
を液面上に浮上させるには、電磁切換弁２９を第
１図の位置にして圧縮空気を上方の空気管２６ａ
からシリンダ本体１７ｂに供給し、ロツド１７ａ
を伸長させる。すると、可動滑車２０ａ，２０ｂ
が下降して固定滑車２１に接近するが、ロツド１
７ａの伸長端では上澄液引抜き管１４を上方に起
立させていたワイヤロープ２２の長さに余裕が生
じることになり、これにより上澄液引抜き管１４
は回転継手１４ｅの部分で下方に回動して上澄液
液面上に浮上させられる。なおこのとき、ワイヤ
ロープ２２はその端部に錘２４が設けられている
ため弛むことはないが、上澄液の液面が上澄液引
抜き上限レベルHWLにあるときは第１図の如く
錘２４はガイド管２３の下端まで下降している。

また、起倒装置１５によつて上澄液引抜き管１
４を上方に起立させるには、電磁切換弁２９を第
１０図の位置に切換える。すると、圧縮空気が今
度は下方の空気管２６ｂからシリンダ本体１７ｂ
に入つてロツド１７ａが収縮し、これにより、可
動滑車２０ａ，２０ｂが上昇して固定滑車２１か
ら離間していく。ワイヤロープ２２は可動滑車２
０ａ，２０ｂと固定滑車２１に交互に巻回されて
いるから、可動滑車２０ａ，２０ｂの上昇に伴つ
てワイヤロープ２２が引上げられて先ず錘２４が
ストツパ３０に当り、錘２４がストツパ３０に係
止されてそれ以上の上昇ができなくなると、今度
は上澄液引抜き管１４がワイヤロープ２２を介し
て引上げられて第１０図の如くの起立状態とな
る。

次に、上記構成の生物処理装置において、液面
が上澄液引抜き上限レベルHWLにある生物処理
槽１０の上澄液を排出する場合について説明す
る。この場合は起倒装置１５を上述したようにし
て作動させて上澄液引抜き管１４を液面上に浮上
させる。すると、生物処理槽１０内の上澄液は、
生物処理槽１０の液面と連通管１３開口とのレベ
ル差により、抜出し口１２から上澄液引抜き管１
４の内部に入つて自然流下し、連通管１３を経て
処理水槽３４内に流入するが、処理水槽３４の容
量は極めて小さいのですぐに処理水槽３４の液面
が上がつて上方のレベルスイツチ４０ａが入り、
ポンプ３６が起動され、これにより処理水槽３４
内の上澄液は放流管３５を通じて放流される。そ
して、この放流に伴つて生物処理槽１０と処理水
槽３４の液面レベルが略一致（バランス）する状
態となり、以後、生物処理槽１０の上澄液の引抜
き量は、生物処理槽１０と処理水槽３４の液面レ
ベルが略同一に下降するため、ポンプ３６を介し
て処理水槽３４から排出される上澄液の排出量に
略等しくなる。このとき、生物処理槽１０の上澄
液の引抜き流量は、ポンプ３６による上澄液の排
出流量を調整することによりあらかじめ調整する
ことができ、そのポンプ３６による上澄液の排出
流量の調整は、放流管３５に設けた流量調整弁３
８あるいはポンプ３６の回転制御等の公知手段に
よつて行うことができる。

一方、上澄液の引抜きが進んで生物処理槽１０
の液面が上澄液引抜き下限レベルLWLに達する
と生物処理槽１０の第１レベルスイツチ３３がこ
れを検知し、その検知信号によつて起倒装置１５
が作動して上澄液引抜き管１４が上昇し、上澄液
の引抜きが停止される。また、ポンプ３６は、処
理水槽の液面が下限レベルL₂WLに達し、下方レ
ベルスイツチ４０ｂがこれを検知するまで運転さ
れる。

このように、上記構成の生物処理装置において
は、生物処理槽１０の隣りに処理水槽３４が設置
され、上澄液の抜出しが、初期の自然流下からポ
ンプ３６による抜出しに変えられるから、ポンプ
３６による処理水槽３４からの上澄液の排出流量
を調整することにより、生物処理槽１０からの上
澄液の引抜き流量をあらかじめ調整することがで
きる。したがつて、自然流下による場合よりも小
さい引抜き流量（流速）で上澄液を引抜くことが
できるから、上澄液への汚泥の混入が従来より一
層少なくなり、またこのことにより、静置分離工
程において汚泥が完全に上澄液引抜き下限レベル
LWL以下の所定レベルまで沈殿していなくとも、
この静置分離工程の途中（例えば汚泥の沈殿が所
定レベルの40％〜70％しか沈殿していない時点）
でも静置分離工程と並行して上澄液引抜き工程を
開始することができ、結果的には静置分離工程と
上澄液引抜き工程との総合計時間を短縮すること
ができる。また、上記の初期の自然流下からポン
プ３６による抜出しへの切換えのタイミングは上
方レベルスイツチ４０ａと下方レベルスイツチ４
０ｂの取付け位置を調整することにより最適に設
定することができる。

さらに、生物処理槽１０の上澄液が上澄液引抜
き管１４を介して処理水槽３４に流入するのは、
生物処理槽１０の液面と処理水槽３４の液面また
は連通管１３の開口とのレベル差によるので、生
物処理槽１０における液面が上澄液引抜き下限レ
ベルLWLに近くなれば、上記ポンプ３６が仮に
何らかの原因で大きな吐出流量で運転されていた
としても、上澄液の引抜き量は上記レベル差によ
る自然流下量に制約され、上澄液の引抜きが安全
に行われる。

ところで、上記実施例において、下方レベルス
イツチ４０ｂを生物処理槽１０の第１レベルスイ
ツチ３３と同じレベルまたはそのレベルの近傍に
設ける場合は、生物処理槽１０の第１レベルスイ
ツチ３３と上記下方レベルスイツチ４０ｂを一つ
のレベルスイツチで処理するようにしてどちらか
一方を省略することができ、また第１レベルスイ
ツチ３３または上記下方レベルスイツチ４０ｂに
代えて低流量のポンプ３６の吐出側配管に積算流
量計を取付け、これにより生物処理槽１０の１サ
イクルで排出される上澄液量と等しい液量が処理
水槽３４から排出されたのを検知してポンプ３６
を停止するようにしてもよい。さらに上記実施例
においてポンプ３６を起動する手段として上方レ
ベルスイツチ４０ａを用いたが、上澄液引抜きの
初期には生物処理槽１０と処理水槽３４の液面を
一致させ、もはや連通管１３内を上澄液が流れな
いようにすることができるので、上記上方レベル
スイツチ４０ａに代えてタイマが上澄液引抜きが
開始された信号号例えば起倒装置１５の電磁切換
弁２９の作動信号を受け、その信号を受けた時か
ら予め定めた時間ポンプ３６を起動するようにし
てもよい。したがつて本発明に係るポンプを起動
停止する制御手段は直接または間接に処理水槽３
４の液面を検知できるものであればよい。また、
上澄液引抜きの開始及び終了を起倒装置１５によ
らず、第１３図の如く弁３を開閉することにより
行つても勿論構わない。

さらに、生物処理槽１０内に連続的または断続
的に液面レベルと汚泥界面を測定できる液面レベ
ル計と汚泥界面計とを備え、液面と汚泥界面との
レベル差に基づいて制御装置によつて流量調整弁
３８またはポンプ３６の回転数を制御し、ポンプ
３６による上澄液の排出量を連続的に制御するよ
うにしてもよい。

またさらに、連通管１３の開口端部に回転継手
を介してさらに他の曲に管等を接続し、該曲り管
等の回動位置を変えることにより連通管の開口端
の高さを調整できるようにすることもできる。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明の回分式生物処理
装置は、生物処理槽の側傍に処理水槽を設置し、
上澄液引抜き管の自然流下による生物処理槽内の
上澄液の引抜きをポンプによる処理水槽からの上
澄液の排出に所定のタイミングで変えるようにし
たものであるから、ポンプによる排出流量を公知
の手段で調整することにより上澄液引抜き流量を
最適に調整することができ、しかもその排出流量
は必然的に自然流下に制約されるので、上澄液へ
の汚泥の混入防止が確実にできると共に、静置分
離工程と上澄液引抜き工程に要する時間を短縮す
ることができ、また、汚泥の性状等の状況に合せ
て上澄液引抜き時間を調整できる等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１１図は本発明の一実施例を示
すもので、第１図は全体の断面図、第２図は上澄
液引抜き管の平面図、第３図は同要部断面の側面
図、第４図は第２図の―矢視断面図、第５図
は起倒装置の拡大図、第６図は第５図の―矢
視断面図、第７図は第５図の―矢視断面図、
第８図は第５図の―矢視図、第９図は排水処
理工程の説明図、第１０図及び第１１図は作用を
説明するための全体の断面図、また、第１２図及
び第１３図はそれぞれ従来例を示す断面図であ
る。 １０…生物処理槽、１１…フロート、１２…抜
出し口、１３…連通管、１４…上澄液引抜き管、
３４…処理水槽、３６…ポンプ、４０…液面検知
装置（制御手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 生物処理槽内に設けられ、先端部分にフロー
   トと上澄液の抜出し口を有して少なくとも該先端
   部分が水位の変動に追従する上澄液引抜き管と、
   一端が上記上澄液引抜き管の基端に接続され他端
   が処理水槽の上記生物理槽における上澄液引抜き
   下限レベル以下の位置で開口し、上記上澄液引抜
   き管によつて引抜かた上澄液を上記処理水槽に導
   入する連通管と、上記処理水槽に受入れられた上
   澄液を排出するポンプと、上記処理水槽の液面が
   上記連通管開口下端を越えた状態で該液面を直接
   または間接に検知して上記ポンプを起動停止する
   制御手段とを備えたことを特徴とする回分式生物
   処理装置。 ２ 連通管が生物処理槽の上澄液引抜き下限レベ
   ルより下方に設けられていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の回分式生物処理装置。