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(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】5700036
(24)【登録日】2015年2月27日
(45)【発行日】2015年4月15日
(54)【発明の名称】高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法
(51)【国際特許分類】
C02F 1/58 20060101AFI20150326BHJP
C02F 1/62 20060101ALI20150326BHJP
C02F 1/52 20060101ALI20150326BHJP
【ＦＩ】
C02F1/58 K
C02F1/58 M
C02F1/58 R
C02F1/58 Q
C02F1/62 B
C02F1/62 C
C02F1/62 Z
C02F1/52 J
C02F1/52 K
【請求項の数】7
【全頁数】21
(21)【出願番号】特願2012-505755(P2012-505755)
(86)(22)【出願日】2011年3月17日
(86)【国際出願番号】JP2011056477
(87)【国際公開番号】WO2011115230
(87)【国際公開日】20110922
【審査請求日】2014年3月10日
(31)【優先権主張番号】特願2010-63284(P2010-63284)
(32)【優先日】2010年3月18日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000001063
【氏名又は名称】栗田工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100129296
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 博昭
(74)【代理人】
【識別番号】100143764
【弁理士】
【氏名又は名称】森村 靖男
(72)【発明者】
【氏名】林 一樹
(72)【発明者】
【氏名】長井 悟
【審査官】
金 公彦
(56)【参考文献】
【文献】
特開平０７−２４１５７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平１０−０００４７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−２７２１２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特許第３２５６６０６（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】
特許第３９５４３９１（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】
特許第３４６３４９３（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】
特開２００２−１２６７８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特許第２９１０３４６（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】
特開平０４−２６７９９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２００８／１２０７０４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２０１０−０８９０４７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｃ０２Ｆ １／５８
Ｃ０２Ｆ １／６２
Ｃ０２Ｆ １／５２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
導入される無機系イオン含有排水中の無機系イオンを不溶化する不溶化処理槽と、
前記不溶化処理槽から導入された排出水を処理水と分離汚泥とに沈降分離する沈殿槽と、
前記沈殿槽と前記不溶化処理槽とを接続する分離汚泥供給ラインと、
前記分離汚泥供給ライン上に設置され、前記沈殿槽から前記分離汚泥供給ラインを経て導入された分離汚泥の表面に、前記無機系イオンと不溶化物を形成する対イオンを含む対イオン含有物質を吸着させ、得られた吸着汚泥を前記不溶化処理槽に供給する汚泥改質槽と、
前記汚泥改質槽に前記対イオン含有物質を供給する対イオン含有物質供給手段と
を備え、
前記不溶化処理槽に導入された無機系イオン含有排水を、前記汚泥改質槽から供給された前記吸着汚泥と接触させ、前記無機系イオン含有排水中の無機系イオンを前記吸着汚泥の前記対イオンと反応させて不溶化する不溶化工程と、
前記不溶化処理槽から導入された排出水を前記沈殿槽にて処理水と分離汚泥とに沈降分離する沈降分離工程と、
前記沈殿槽から排出される前記分離汚泥の少なくとも一部を、前記分離汚泥供給ラインを経て前記汚泥改質槽に供給する分離汚泥供給工程と、
前記汚泥改質槽に導入された前記分離汚泥の表面に前記対イオン含有物質を吸着させて吸着汚泥を生成する吸着汚泥生成工程と
を含む一連の工程を繰り返すことによって高密度汚泥を生成し、本運転を行う高密度汚泥生成型水処理装置
の前記本運転の前に行われる高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法において、
前記一連の工程を繰り返すことによって前記装置内の低密度汚泥から高密度汚泥を生成する高密度汚泥生成工程を含み、
該高密度汚泥生成工程中に前記沈殿槽の槽内液の液面より下方の領域（槽内液領域）の体積に対する前記沈殿槽内の汚泥界面より下方の領域（分離汚泥領域）の体積の割合である汚泥体積割合が３０ｖｏｌ％以下となるように制御する制御工程を含む
ことを特徴とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法。
前記不溶化処理槽から導入された排出水を処理水と分離汚泥とに沈降分離する沈殿槽と、
前記沈殿槽と前記不溶化処理槽とを接続する分離汚泥供給ラインと、
前記分離汚泥供給ライン上に設置され、前記沈殿槽から前記分離汚泥供給ラインを経て導入された分離汚泥の表面に、前記無機系イオンと不溶化物を形成する対イオンを含む対イオン含有物質を吸着させ、得られた吸着汚泥を前記不溶化処理槽に供給する汚泥改質槽と、
前記汚泥改質槽に前記対イオン含有物質を供給する対イオン含有物質供給手段と
を備え、
前記不溶化処理槽に導入された無機系イオン含有排水を、前記汚泥改質槽から供給された前記吸着汚泥と接触させ、前記無機系イオン含有排水中の無機系イオンを前記吸着汚泥の前記対イオンと反応させて不溶化する不溶化工程と、
前記不溶化処理槽から導入された排出水を前記沈殿槽にて処理水と分離汚泥とに沈降分離する沈降分離工程と、
前記沈殿槽から排出される前記分離汚泥の少なくとも一部を、前記分離汚泥供給ラインを経て前記汚泥改質槽に供給する分離汚泥供給工程と、
前記汚泥改質槽に導入された前記分離汚泥の表面に前記対イオン含有物質を吸着させて吸着汚泥を生成する吸着汚泥生成工程と
を含む一連の工程を繰り返すことによって高密度汚泥を生成し、本運転を行う高密度汚泥生成型水処理装置
の前記本運転の前に行われる高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法において、
前記一連の工程を繰り返すことによって前記装置内の低密度汚泥から高密度汚泥を生成する高密度汚泥生成工程を含み、
該高密度汚泥生成工程中に前記沈殿槽の槽内液の液面より下方の領域（槽内液領域）の体積に対する前記沈殿槽内の汚泥界面より下方の領域（分離汚泥領域）の体積の割合である汚泥体積割合が３０ｖｏｌ％以下となるように制御する制御工程を含む
ことを特徴とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法。
【請求項2】
請求項１において、前記汚泥体積割合が４〜３０ｖｏｌ％となるように制御する
ことを特徴とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法。
ことを特徴とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法。
【請求項3】
請求項１又は２において、
前記不溶化処理槽に前記無機系イオン含有排水を導入する排水導入工程と、
前記沈殿槽における沈降分離により得られた処理水を排出する処理水排出工程と、
をさらに含み、
前記無機系イオン含有排水が工場排水である、
ことを特徴とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法。
前記不溶化処理槽に前記無機系イオン含有排水を導入する排水導入工程と、
前記沈殿槽における沈降分離により得られた処理水を排出する処理水排出工程と、
をさらに含み、
前記無機系イオン含有排水が工場排水である、
ことを特徴とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法。
【請求項4】
請求項１又は２において、前記高密度汚泥生成工程の前に、
前記不溶化処理槽に前記無機系イオン含有排水を導入し、前記不溶化処理槽から導入された排出水を前記沈殿槽にて処理水と分離汚泥とに沈降分離して、前記沈殿槽に汚泥を蓄積させる汚泥蓄積工程をさらに含み、
前記汚泥蓄積工程の開始時において、前記汚泥体積割合が０ｖｏｌ％である、
ことを特徴とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法。
前記不溶化処理槽に前記無機系イオン含有排水を導入し、前記不溶化処理槽から導入された排出水を前記沈殿槽にて処理水と分離汚泥とに沈降分離して、前記沈殿槽に汚泥を蓄積させる汚泥蓄積工程をさらに含み、
前記汚泥蓄積工程の開始時において、前記汚泥体積割合が０ｖｏｌ％である、
ことを特徴とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法。
【請求項5】
請求項４において、
予め５〜１５％の範囲内で所定値を決定し、
前記汚泥体積割合の制御目標値が前記所定値未満である場合には、前記汚泥蓄積工程において前記汚泥体積割合を所定値に到達させ、前記高密度汚泥生成工程において、前記沈殿槽にて排泥を行うことによって前記沈殿槽における前記汚泥体積割合を減少させ、前記汚泥体積割合を前記制御目標値に到達させた後、前記沈殿槽にて排泥を行いながら前記汚泥体積割合を前記制御目標値となるように制御し、
前記汚泥体積割合の制御目標値が前記所定値と同等である場合には、前記高密度汚泥生成工程において、前記沈殿槽にて排泥を行いながら前記汚泥体積割合を前記制御目標値となるように制御し、
前記汚泥体積割合の制御目標値が前記所定値より大きい場合には、前記汚泥蓄積工程において前記汚泥体積割合を前記所定値に到達させ、さらに前記高密度汚泥生成工程において、前記沈殿槽にて排泥を行わずに前記沈殿槽における前記汚泥体積割合を増加させて、前記汚泥体積割合を前記制御目標値に到達させた後、前記沈殿槽にて排泥を行いながら前記汚泥体積割合を制御目標値となるように制御する、
ことを特徴とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法。
予め５〜１５％の範囲内で所定値を決定し、
前記汚泥体積割合の制御目標値が前記所定値未満である場合には、前記汚泥蓄積工程において前記汚泥体積割合を所定値に到達させ、前記高密度汚泥生成工程において、前記沈殿槽にて排泥を行うことによって前記沈殿槽における前記汚泥体積割合を減少させ、前記汚泥体積割合を前記制御目標値に到達させた後、前記沈殿槽にて排泥を行いながら前記汚泥体積割合を前記制御目標値となるように制御し、
前記汚泥体積割合の制御目標値が前記所定値と同等である場合には、前記高密度汚泥生成工程において、前記沈殿槽にて排泥を行いながら前記汚泥体積割合を前記制御目標値となるように制御し、
前記汚泥体積割合の制御目標値が前記所定値より大きい場合には、前記汚泥蓄積工程において前記汚泥体積割合を前記所定値に到達させ、さらに前記高密度汚泥生成工程において、前記沈殿槽にて排泥を行わずに前記沈殿槽における前記汚泥体積割合を増加させて、前記汚泥体積割合を前記制御目標値に到達させた後、前記沈殿槽にて排泥を行いながら前記汚泥体積割合を制御目標値となるように制御する、
ことを特徴とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法。
【請求項6】
請求項１〜５のいずれか１項において、
無機系イオンがＡｌ３＋、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｃｒ２＋、Ｆ−、ＰＯ４２−又はＳＯ４２−であり、汚泥濃度が１５０〜３５０ｇ／Ｌの範囲内で設定した所定値に到達した時点で立上げ工程が終了したものと判定する
ことを特徴とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法。
無機系イオンがＡｌ３＋、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｃｒ２＋、Ｆ−、ＰＯ４２−又はＳＯ４２−であり、汚泥濃度が１５０〜３５０ｇ／Ｌの範囲内で設定した所定値に到達した時点で立上げ工程が終了したものと判定する
ことを特徴とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法。
【請求項7】
請求項１〜５のいずれか１項において、
無機系イオンがＣｕ２＋、Ｍｎ２＋、Ｎｉ２＋又はＺｎ２＋であり、汚泥濃度が５０〜１５０ｇ／Ｌの範囲内で設定した所定値に到達した時点で立上げ工程が終了したものと判定する
ことを特徴とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法。
無機系イオンがＣｕ２＋、Ｍｎ２＋、Ｎｉ２＋又はＺｎ２＋であり、汚泥濃度が５０〜１５０ｇ／Ｌの範囲内で設定した所定値に到達した時点で立上げ工程が終了したものと判定する
ことを特徴とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法に関する。【背景技術】
【0002】
近年、中和反応による金属水酸化物析出反応等により生成される高密度汚泥（ＨＤＳ（High Density Solids）汚泥）が注目されている。高密度汚泥は、沈降性と脱水性に富み、汚泥の減容化に有用とされている。高密度汚泥は一般に次のような方法で生成される。即ちアルミニウムイオン等の無機系イオンを含む原水を不溶化処理槽及び凝集沈殿槽で順次処理し、凝集沈殿槽で得られた分離汚泥を汚泥改質槽に供給する。そして、汚泥改質槽で、分離汚泥にアルカリを吸着させて吸着汚泥を生成した後、この吸着汚泥と無機性排水中の無機系イオンとを接触させ、吸着汚泥表面に不溶化物を形成させる。このようにして原水を処理する間に高密度汚泥が生成される。【0003】
このような高密度汚泥を生成するには、高密度汚泥を生成することが可能な水処理装置（以下、「高密度汚泥生成型水処理装置」と呼ぶ）を新設することはもちろん、凝集沈殿槽を含む既設の水処理装置を、改造によって高密度汚泥生成型水処理装置に切り替えることも考えられる。この際、高密度汚泥生成型水処理装置に原水の供給が開始されると、特に既設の水処理装置を高密度汚泥生成型水処理装置に切り替える場合には、原水を排出する工場がフル稼働の状態にあるため原水の流量や無機系イオン濃度が高くなっていることが多い。そのため、高密度汚泥生成型水処理装置を短期間で立ち上げること、即ち、高密度汚泥生成型水処理装置において、高密度汚泥の濃度を短期間で高めることが極めて重要となる。【0004】
高密度汚泥生成型水処理装置において高密度汚泥の濃度を短期間で高める方法として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。下記特許文献１では、原水を反応槽（不溶化処理槽に相当）に供給する前に、無機系イオン源を含む化合物と不溶化剤とを反応槽に添加し、汚泥の排泥を実施せず固液分離槽に汚泥を蓄積させ、種晶となる汚泥を十分に確保してから原水を反応槽に供給することにより水処理装置の立上げを短期間で行うことが提案されている。【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００６−２７２１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、上記特許文献１記載の方法には、高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ期間短縮の観点からは未だ改良の余地があった。【0007】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを短期間で行うことができる高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ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】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた。まず特許文献１の立上げ方法では、固液分離槽内の分離汚泥を排泥せずに蓄積させるため、槽内の汚泥量が非常に多い。このため、立上げの初期の段階では、固液分離槽内に過剰に存在する凝集フロックの高密度汚泥への改質が分散されるため、系内を循環する高密度汚泥の割合がなかなか大きくならず、その高密度汚泥の濃度を短期間で高めることができないのではないかと本発明者らは考えた。そこで、本発明者らは更に鋭意研究を重ねた結果、立上げの初期の段階において、固液分離槽の槽内の分離汚泥の領域の体積割合が一定値以下になるよう制御することで、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。【0009】
即ち本発明は、導入される無機系イオン含有排水中の無機系イオンを不溶化する不溶化処理槽と、前記不溶化処理槽から導入された排出水を処理水と分離汚泥とに沈降分離する沈殿槽と、前記沈殿槽と前記不溶化処理槽とを接続する分離汚泥供給ラインと、前記分離汚泥供給ライン上に設置され、前記沈殿槽から前記分離汚泥供給ラインを経て導入された分離汚泥の表面に、前記無機系イオンと不溶化物を形成する対イオンを含む対イオン含有物質を吸着させ、得られた吸着汚泥を前記不溶化処理槽に供給する汚泥改質槽と、前記汚泥改質槽に前記対イオン含有物質を供給する対イオン含有物質供給手段とを備え、前記不溶化処理槽に導入された無機系イオン含有排水を、前記汚泥改質槽から供給された前記吸着汚泥と接触させ、前記無機系イオン含有排水中の無機系イオンを前記吸着汚泥の前記対イオンと反応させて不溶化する不溶化工程と、前記不溶化処理槽から導入された排出水を前記沈殿槽にて処理水と分離汚泥とに沈降分離する沈降分離工程と、前記沈殿槽から排出される前記分離汚泥の少なくとも一部を、前記分離汚泥供給ラインを経て前記汚泥改質槽に供給する分離汚泥供給工程と、前記汚泥改質槽に導入された前記分離汚泥の表面に前記対イオン含有物質を吸着させて吸着汚泥を生成する吸着汚泥生成工程とを含む一連の工程を繰り返すことによって高密度汚泥を生成し、本運転を行う高密度汚泥生成型水処理装置の前記本運転の前に行われる高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法において、前記一連の工程を繰り返すことによって前記装置内の低密度汚泥から高密度汚泥を生成する高密度汚泥生成工程を含み、該高密度汚泥生成工程中に、前記沈殿槽内の前記沈殿槽の槽内液の液面より下方の領域（槽内液領域）の体積に対する汚泥界面より下方の領域（分離汚泥領域）の体積の割合である汚泥体積割合が、３０ｖｏｌ％以下となるように制御する制御工程を含むことを特徴とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法である。【0010】
この高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法によれば、無機系イオン含有排水が不溶化処理槽に導入される。一方、対イオン含有物質供給手段により汚泥改質槽に対イオン含有物質が供給されると、分離汚泥の表面に対イオン含有物質が吸着して吸着汚泥が生成され、この吸着汚泥は、汚泥改質槽から不溶化処理槽に供給される。このとき、不溶化処理槽にて無機系イオン含有排水と吸着汚泥とが接触することにより、無機系イオン含有排水中の無機系イオンが吸着汚泥の対イオンと反応して不溶化される。そして、不溶化処理槽からの排出水は沈殿槽に導入され、分離汚泥と処理水とに沈降分離される。そして、分離汚泥の少なくとも一部が沈殿槽から分離汚泥供給ラインを経て汚泥改質槽に供給され、上記のように汚泥改質槽にて吸着汚泥が生成され、この吸着汚泥が汚泥改質槽から不溶化処理槽に供給される。こうして上記の一連の工程が繰り返し行われることによって高密度汚泥が生成される。そして、この一連の工程を繰り返し行って高密度汚泥を生成・成長させながら、槽内液領域の体積に対する分離汚泥領域の体積の割合である汚泥体積割合が３０ｖｏｌ％以下となるように制御される。これにより、沈殿槽において、分離汚泥中における高密度汚泥の比率が低くなることを抑制することができ、過剰量の凝集フロックによる高密度汚泥の生成の遅れを抑制することが可能となる。このため、本発明の高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法によれば、高密度汚泥を短期間で十分に生成することが可能となり、その結果、高密度汚泥の濃度を短期間で高めることが可能となる。即ち高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを短期間で行うことができる。その結果、立上げ後の本運転を早期に行うことができる。【0011】
上記立上げ方法においては、前記汚泥体積割合が４〜３０ｖｏｌ％となるように制御することが好ましい。【0012】
この場合、高密度汚泥生成型水処理装置の立上げに際し、高密度汚泥をより短期間で十分に生成することが可能となり、高密度汚泥の濃度をより短期間で高めることができる。即ち、高密度汚泥生成型水処理装置の立上げをより短期間で行うことができる。【0013】
上記立上げ方法は、前記不溶化処理槽に前記無機系イオン含有排水を導入する排水導入工程と、前記沈殿槽における沈降分離により得られた処理水を排出する処理水排出工程とをさらに含み、前記無機系イオン含有排水が工場排水である場合に特に有用である。【0014】
これは、高密度汚泥生成型水処理装置に工場排水の供給が開始される際に、工場排水を排出する工場がフル稼働の状態にあって、工場排水の流量や無機系イオン濃度が高くなっている場合には、沈殿槽における沈降分離により得られた処理水の水質が悪化しやすくなるため、高密度汚泥生成型水処理装置を短期間で立ち上げることの重要性がより高まるためである。【0015】
沈殿槽の汚泥濃度Ｃ１（ｇ／Ｌ）の分離汚泥を採取してメスシリンダーに入れ、２４時間静置して汚泥を沈降分離した後の汚泥の濃縮割合をＲとし、２４時間静置後の沈降汚泥領域中の汚泥濃度をＣ２（ｇ／Ｌ）とすると、Ｃ２＝Ｃ１／Ｒで表される。ここで、濃縮割合Ｒは、メスシリンダーにおける汚泥領域の容量の比（２４時間静置後の汚泥領域の容量／２４時間静置前の汚泥領域の容量）として算出される割合である。本発明における高密度汚泥とは、無機系イオンがＡｌ３＋、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｃｒ２＋、Ｆ−、ＰＯ４２−又はＳＯ４２−である場合にはＣ２が１５０ｇ／Ｌ以上となるような汚泥を指し、無機系イオンがＣｕ２＋、Ｍｎ２＋、Ｎｉ２＋又はＺｎ２＋である場合にはＣ２が５０ｇ／Ｌ以上となるような汚泥を指す。なお、汚泥濃度の単位はｇ／Ｌでなくｗｔ％でもよい。この場合、本発明における高密度汚泥とは、無機系イオンがＡｌ３＋、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｃｒ２＋、Ｆ−、ＰＯ４２−又はＳＯ４２−である場合にはＣ２が１５ｗｔ％以上となるような汚泥を指し、無機系イオンがＣｕ２＋、Ｍｎ２＋、Ｎｉ２＋又はＺｎ２＋である場合にはＣ２が５ｗｔ％以上となるような汚泥を指す。また上記条件を満たさない汚泥を低密度汚泥とする。【発明の効果】
【0016】
本発明の高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法によれば、高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを短期間で行うことができる。【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明に係る高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法の対象となる高密度汚泥生成型水処理装置の一例を示すフロー図である。
【図2】沈殿槽における分離汚泥領域及び槽内液領域を示す模式図である。
【図3】実施例４及び比較例１に係る立上げ方法の実施に際して得られる汚泥の濃度と経過日数との関係を示すグラフである。
【図4】実施例９及び比較例３に係る立上げ方法の実施に際して得られる汚泥の濃度と経過日数との関係を示すグラフである。
【図5】実施例１０及び比較例４に係る立上げ方法の実施に際して得られる汚泥の濃度と経過日数との関係を示すグラフである。
【図6】実施例１１及び比較例５に係る立上げ方法の実施に際して得られる汚泥の濃度と経過日数との関係を示すグラフである。
【図7】実施例１２及び比較例６に係る立上げ方法の実施に際して得られる汚泥の濃度と経過日数との関係を示すグラフである。
【図8】実施例１３及び比較例７に係る立上げ方法の実施に際して得られる汚泥の濃度と経過日数との関係を示すグラフである。
【図9】実施例１４及び比較例８に係る立上げ方法の実施に際して得られる汚泥の濃度と経過日数との関係を示すグラフである。
【図10】実施例１５及び比較例９に係る立上げ方法の実施に際して得られる汚泥の濃度と経過日数との関係を示すグラフである。
【図11】実施例１６及び比較例１０に係る立上げ方法の実施に際して得られる汚泥の濃度と経過日数との関係を示すグラフである。
【図12】実施例１７及び比較例１１に係る立上げ方法の実施に際して得られる汚泥の濃度と経過日数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の第１及び第２実施形態について詳細に説明する。【0019】
＜第１実施形態＞はじめに本発明に係る高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法の第１実施形態について詳細に説明する。
【0020】
まず立上げ方法の説明に先立ち、本発明に係る高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法を実施するための高密度汚泥生成型水処理装置について図１を用いて説明する。図１は本発明に係る高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法を実施するための高密度汚泥生成型水処理装置の一例を示すフロー図である。【0021】
図１に示すように、高密度汚泥生成型水処理装置は、第１不溶化処理槽１と、第２不溶化処理槽２と、凝集処理槽３と、沈殿槽４と、汚泥改質槽５とを備えている。【0022】
第１不溶化処理槽１には、無機系イオンを含有する無機系イオン含有排水を導入する導入ラインＬ１が接続され、第１不溶化処理槽１と第２不溶化処理槽２とは中間ラインＬ２によって接続され、第２不溶化処理槽２と凝集処理槽３とは中間ラインＬ３によって接続され、凝集処理槽３と沈殿槽４とは中間ラインＬ４によって接続されている。【0023】
沈殿槽４と汚泥改質槽５とは、沈殿槽４で得られた分離汚泥１１を汚泥改質槽５に供給する分離汚泥供給ラインＬ５によって接続され、汚泥改質槽５と第１不溶化処理槽１とは、汚泥改質槽５で得られた吸着汚泥を第１不溶化処理槽１に供給する吸着汚泥供給ラインＬ１１によって接続されている。【0024】
沈殿槽４には、処理水を排出する処理水排出ラインＬ７が接続され、分離汚泥供給ラインＬ５からは、沈殿槽４で得られた分離汚泥１１を排出する汚泥排出ラインＬ６が分岐している。分離汚泥供給ラインＬ５には、汚泥供給ポンプＰ２、流量計６及び汚泥濃度計７が設置され、汚泥排出ラインＬ６には排泥ポンプＰ１が設置されている。ここで、汚泥供給ポンプＰ２と汚泥濃度計７とは電気的に接続され、汚泥濃度計７で測定された汚泥濃度に基づいて、汚泥供給ポンプＰ２により汚泥改質槽５への分離汚泥１１の供給量を制御することが可能となっている。【0025】
第１不溶化処理槽１には、ラインＬ８を介してｐＨ調整剤供給槽８が接続され、第２不溶化処理槽２には、ラインＬ９を介してｐＨ調整剤供給槽９が接続され、凝集処理槽３には、ラインＬ１０を介して凝集剤供給槽１０が接続されている。【0026】
汚泥改質槽５には、バルブＶ１が設置されたラインＬ１２を経て、無機系イオンと不溶化物を形成する対イオンを含む対イオン含有物質を導入することが可能となっている。なお、本実施形態では、バルブＶ１及びラインＬ１２によって対イオン含有物質供給手段が構成されている。【0027】
次に、高密度汚泥生成型水処理装置の運転方法について説明する。運転方法は、本運転工程と、その前に行われる立上げ工程とを含むものである。【0028】
まず高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ工程について説明する。本実施形態では、高密度汚泥生成型水処理装置が、無機系イオン含有排水を排出する工場の新設に伴って新設されたものである場合を例にして説明する。【0029】
高密度汚泥生成型水処理装置が、無機系イオン含有排水を排出する工場の新設に伴って新設されたものである場合、立上げ工程の開始時には、沈殿槽４における汚泥濃度は０ｇ／Ｌとなっている。このため、立上げ工程は、立上げ開始後に行われる汚泥蓄積工程と、その後に行われる高密度汚泥を生成する高密度汚泥生成工程とを含む。【0030】
まず汚泥蓄積工程について説明する。汚泥蓄積工程においては、無機系イオン含有排水（例えば工場排水）を、導入ラインＬ１を経て第１不溶化処理槽１に導入する（排水導入工程）。ここで、無機系イオン含有排水中の無機系イオンは、例えば金属イオン、フッ素イオン、リン酸イオン、硫酸イオン、亜硫酸イオン、炭酸イオンのいずれであってもよい。金属イオンとしては、例えばＦｅ２＋，Ｆｅ３＋、Ｃｕ２＋，Ｍｎ２＋，Ｃｒ２＋，Ｃｏ２＋，Ｎｉ２＋，Ｚｎ２＋，Ｃｄ２＋などの重金属イオンや、Ｍｇ３＋、Ａｌ３＋などの軽金属イオンなどが挙げられる。このとき、第１不溶化処理槽１には、凝集処理槽３において汚泥を凝集させるため、ｐＨ調整剤供給槽８からラインＬ８を経てｐＨ調整剤を供給する。第１不溶化処理槽１の槽内液のｐＨは、通常、ｐＨ４〜１２の範囲に適宜調整される。このときのｐＨは生成する不溶化物によって異なる。ｐＨ調整剤としては、例えば苛性ソーダ、硫酸や塩酸などが用いられる。【0031】
第１不溶化処理槽１からの排出水は、中間ラインＬ２を経て第２不溶化処理槽２に導入する。第２不溶化処理槽２には、凝集処理槽３において汚泥を凝集させるため、ｐＨ調整剤供給槽９からラインＬ９を経てｐＨ調整剤を供給する。このとき、第２不溶化処理槽２の槽内液のｐＨは通常、第１不溶化処理槽１と同じく、ｐＨ４〜１２の所定の範囲に適宜調整される。このときのｐＨは生成する不溶化物によって異なる。例えば、Ａｌ３＋、Ｆｅ３＋，Ｆ−，ＳＯ４２−はｐＨ６．０〜８．０、Ｃｒ２＋，Ｃｕ２＋，Ｍｎ２＋，Ｎｉ２＋，Ｚｎ２＋はｐＨ９．５〜１１．０、ＰＯ４−はｐＨ９．０〜１０．０の範囲で調整される。ｐＨ調整剤としては、第１不溶化処理槽１と同じく、苛性ソーダ、硫酸などを用いることができる。【0032】
第２不溶化処理槽２からの排出水は、中間ラインＬ３を経て凝集処理槽３に導入する。凝集処理槽３には、凝集剤供給槽１０からラインＬ１０を経て凝集剤が供給される。凝集剤は、凝集機能を有するものであれば特に制限されないが、一般には高分子凝集剤が用いられる。高分子凝集剤は、ノニオン系高分子凝集剤、アニオン系高分子凝集剤、カチオン系高分子凝集剤のいずれも適用可能であるが、例えば無機系イオン含有排水がアルミニウムイオン含有排水である場合は、ノニオン系高分子凝集剤、アニオン系高分子凝集剤が上記高分子凝集剤として効果的である。【0033】
凝集処理槽３からの排出水は、中間ラインＬ４を経て沈殿槽４に導入し、沈殿槽４にて処理水と分離汚泥１１とに沈降分離する（沈降分離工程）。処理水は、処理水排出ラインＬ７を経て沈殿槽４から排出される（処理水排出工程）。【0034】
本実施形態では、高密度汚泥生成型水処理装置が、無機系イオン含有排水を排出する工場の新設に伴って新設されたものである。このため、高密度汚泥生成を開始してしばらくは、工場が新設されたばかりの段階であり、工場から排出される無機系イオン含有排水の流量及び無機系イオンの濃度も小さい。このため、沈殿槽４においては分離汚泥１１がほとんどない状態にある。このため、しばらくは排泥ポンプＰ１を作動させず、分離汚泥１１を蓄積させる。【0035】
やがて、工場がフル稼働の状態となり、工場から排出される無機系イオン含有排水の流量及び無機系イオンの濃度が大きくなると、沈殿槽４における分離汚泥１１の量が徐々に増えてくる。【0036】
上記汚泥蓄積工程においては、沈殿槽４の槽内液の液面より下方の領域（槽内液領域）Ｒ１の体積に対する沈殿槽４内の汚泥界面Ｓより下方の領域（分離汚泥領域）Ｒ２の体積の割合（以下、「汚泥体積割合」と呼ぶ）を測定する（図２参照）。なお、汚泥界面Ｓとは、分離汚泥領域Ｒ２の最上面のことを言い、分離汚泥領域Ｒ２には分離汚泥１１が含まれている。【0037】
ここで、上記汚泥体積割合は以下のようにして判定することができる。即ち、まず沈殿槽４の槽内液領域Ｒ１の体積と、沈殿槽４の内壁面における槽内液の水面の位置との関係を予め確認しておく。この関係を確認しておけば、槽内液中の分離汚泥領域Ｒ２の汚泥界面Ｓの位置、及び、槽内液の液面Ｌの位置を確認することで、上記汚泥体積割合を判定することができる。分離汚泥領域Ｒ２の汚泥界面Ｓの位置は、例えば沈殿槽４に設置された汚泥界面計（図示せず）によって確認することができる。【0038】
そして、上記汚泥体積割合が５〜１５ｖｏｌ％の所定値に達したら、汚泥循環工程、即ち高密度汚泥生成工程を開始する。【0039】
具体的には、沈殿槽４から分離汚泥１１の少なくとも一部は、汚泥供給ポンプＰ２により、分離汚泥供給ラインＬ５を経て汚泥改質槽５に供給する（分離汚泥供給工程）。分離汚泥１１は、その少なくとも一部を汚泥改質槽５に供給すればよく、必要に応じて一部のみ供給してもよいし、全部を供給してもよい。【0040】
汚泥改質槽５には、対イオン含有物質供給槽（図示せず）から、ラインＬ１２を経て対イオン含有物質を導入する。これにより、汚泥改質槽５に導入された分離汚泥１１の表面に、対イオン含有物質中の対イオンが吸着して吸着汚泥が生成する（吸着汚泥生成工程）。対イオン含有物質は、無機系イオンと不溶化物を形成可能な対イオンを含むものであればよい。無機系イオンが例えば金属イオンである場合には、対イオンとしては水酸化物イオンが用いられる。この場合、対イオン含有物質としては、水酸化物イオンを含む物質、例えばＣａ（ＯＨ）２又はＮａＯＨなどを用いることができる。また対イオン含有物質としては、塩化物イオンを含む物質、例えばＣａＣｌ２を用いることも可能である。無機系イオンがフッ素イオンである場合には、対イオンとしては、水酸化物イオンのほか、Ｃａ２＋なども用いることができる。無機系イオンがリン酸イオン、硫酸イオン、亜硫酸イオンである場合には、Ｆｅ２＋，Ｆｅ３＋又はＣａ２＋などを用いることができる。こうして生成された吸着汚泥は、汚泥改質槽５から、吸着汚泥供給ラインＬ１１を経て第１不溶化処理槽１に供給する。そして、第１不溶化処理槽１にて、無機系イオン含有排水と吸着汚泥とを接触させる。これにより、無機系イオン含有排水中の無機系イオンを吸着汚泥の対イオンと反応させて不溶化する（不溶化工程）。このとき、無機系イオンを対イオンと反応させて不溶化させるために、第１不溶化処理槽１の槽内液のｐＨは、生成する不溶化物によって異なり、通常、ｐＨ４〜１２の所定の範囲に適宜調整される。このとき、ｐＨは、上述したように、ｐＨ調整剤供給槽８からラインＬ８を経てｐＨ調整剤を供給することによって調整することができる。ｐＨ調整剤としては、上述した苛性ソーダ、硫酸や塩酸などが用いられる。【0041】
第１不溶化処理槽１からの排出水は、中間ラインＬ２を経て第２不溶化処理槽２に導入する。第２不溶化処理槽２には、ｐＨ調整剤供給槽９からラインＬ９を経てｐＨ調整剤を供給する。このとき、第２不溶化処理槽２の槽内液のｐＨは通常、第１不溶化処理槽１と同じく、生成する不溶化処理物に応じてｐＨ４〜１２の所定の範囲に適宜調整される。ｐＨ調整剤としては、上述した苛性ソーダ、硫酸などを用いることができる。【0042】
第２不溶化処理槽２からの排出水は、中間ラインＬ３を経て凝集処理槽３に導入する。凝集処理槽３には、凝集剤供給槽１０からラインＬ１０を経て凝集剤が供給される。凝集剤としては、上述した凝集剤が用いられる。【0043】
凝集処理槽３からの排出水は、中間ラインＬ４を経て沈殿槽４に導入し、沈殿槽４にて処理水と分離汚泥１１とに沈降分離する（沈降分離工程）。処理水は、処理水排出ラインＬ７を経て沈殿槽４から排出される（処理水排出工程）。【0044】
そして、上述したように、沈殿槽４から分離汚泥１１の少なくとも一部は、汚泥供給ポンプＰ２により、分離汚泥供給ラインＬ５を経て汚泥改質槽５に供給する（分離汚泥供給工程）。【0045】
上記の一連の工程が繰り返し行われることによって高密度汚泥が生成される。【0046】
次に、高密度汚泥の生成・成長は継続させつつ、上記汚泥体積割合が３０ｖｏｌ％以下となるように制御目標値を設定して制御を開始する（図２参照）。【0047】
このとき、予め５〜１５ｖｏｌ％の範囲内で所定値を決定し、上記汚泥体積割合の制御目標値が上記所定値より小さいか、同等か、大きいかによってその後の工程が異なる。【0048】
（１）上記汚泥体積割合の制御目標値が上記所定値未満である場合高密度汚泥生成工程の開始後、排泥ポンプＰ１を作動し、汚泥排出ラインＬ６を経て排泥を開始し、沈殿槽４における汚泥量を減少させる。そして、上記汚泥体積割合が制御目標値に達したら、排泥ポンプＰ１の出力を調整することによって排泥量を制限し、汚泥体積割合が制御目標値となるように制御する。
【0049】
（２）上記汚泥体積割合の制御目標値が上記所定値と同等である場合高密度汚泥生成工程の開始後、排泥ポンプＰ１を作動し、汚泥排出ラインＬ６を経て排泥を開始し、排泥ポンプＰ１の出力を調整することによって排泥量を制限し、汚泥体積割合が制御目標値となるように制御する。
【0050】
（３）上記汚泥体積割合の制御目標値が上記所定値より大きい場合高密度汚泥生成工程の開始後は、排泥ポンプＰ１を作動せず、汚泥排出ラインＬ６を経て排泥を開始しないでおく。すると、汚泥量が増えて、上記汚泥体積割合が制御目標値に達する。この段階で、排泥ポンプＰ１を作動し、汚泥排出ラインＬ６を経て排泥を開始し、沈殿槽４において少量ずつ排泥を行う。そして、排泥ポンプＰ１の出力を調整することによって排泥量を制限し、上記汚泥体積割合が制御目標値となるように制御する。
【0051】
このとき、排泥量は、作業者が汚泥界面計（図示せず）や汚泥濃度計７等をモニタしながらポンプＰ１を出力することによって調整する。なお、排泥量は、立上げ工程中における単位時間当たりの排泥量（排泥速度）を経験的に予め確認しておき、その排泥速度と排泥時間とに基づいて決定してもよい。【0052】
上記汚泥体積割合を３０ｖｏｌ％以下となるように制御するためには、具体的には、沈殿槽４に設置された汚泥界面計によって汚泥界面Ｓの位置をモニタし、汚泥界面Ｓの位置が所定の位置に達したら、排泥ポンプＰ１により分離汚泥供給ラインＬ５及び汚泥排出ラインＬ６を経て分離汚泥１１を排出させるようにすればよい。【0053】
上記のように汚泥体積割合を制御することで、沈殿槽４において、分離汚泥１１中における高密度汚泥の比率が低くなることを抑制することができ、過剰量の凝集フロックによる高密度汚泥の生成の遅れを抑制することが可能となる。このため、高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法によれば、高密度汚泥を短期間で十分に生成することが可能となり、その結果、高密度汚泥の濃度を短期間で高めることが可能となる。即ち高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを短期間で行うことができる。その結果、立上げ後の本運転を早期に行うことができる。なお、沈殿槽４内の汚泥体積割合が体積の３０ｖｏｌ％を超えるように制御すると、高密度汚泥を短期間で十分に生成することができなくなり、高密度汚泥の濃度を高めるのに顕著に時間がかかる。【0054】
また本実施形態では、立上げ工程のうち初期に行われる汚泥蓄積工程において、一旦まとまった汚泥量（例えば５〜１５ｖｏｌ％）まで汚泥を増やしてから高密度汚泥生成工程を行う。これにより、高密度汚泥生成工程で汚泥を循環する過程で汚泥改質槽５、第１不溶化処理槽１、第２不溶化処理槽２及び凝集処理槽３に汚泥が取られて最終的に沈殿槽４に戻る汚泥量が減っても高密度汚泥の生成に必要な汚泥量を確保することができる。【0055】
汚泥体積割合は４〜３０ｖｏｌ％となるように制御することが好ましく、１０〜２０ｖｏｌ％となるように制御することがより好ましい。この場合、高密度汚泥生成型水処理装置の立上げに際し、高密度汚泥濃度をより短期間で十分に高めることができる。即ち、高密度汚泥生成型水処理装置の立上げをより短期間で行うことができる。その結果、立上げ後の本運転をより早期に行うことができる。【0056】
以上のようにして立上げ工程が終了する。ここで、立上げ工程が終了するか否かは、高密度汚泥の生成が十分にされたか否かによる。そして、高密度汚泥の生成が十分になされたか否かの判定基準は、処理対象となる排水中の無機系イオンの種類によって異なる。即ち、無機系イオンがＡｌ３＋、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｃｒ２＋、Ｆ−、ＰＯ４２−又はＳＯ４２−である場合、これらは汚泥濃度を上昇させやすい。このため、汚泥濃度が、１５０〜３５０ｇ／Ｌ（好適には２００〜３００ｇ／Ｌ）の範囲内で任意に設定した数値に到達した時点で立上げ工程が終了したものと判定する。一方、無機系イオンがＣｕ２＋、Ｍｎ２＋、Ｎｉ２＋、Ｚｎ２＋である場合、これらは汚泥濃度を上昇させにくい。このため、汚泥濃度が、５０〜１５０ｇ／Ｌ（好適には８０〜１２０ｇ／Ｌ）の範囲内で任意に設定した数値に到達した時点で立上げ工程が終了したものと判定する。なお、無機系イオンの種類によって高密度汚泥が十分に生成されたかどうかの判定基準が異なるのは、無機系イオンによって高密度化のしやすさ、つまり改質のしやすさが異なることによるものである。また高密度汚泥が生成されたかどうかの判定を汚泥濃度に基づいて行う理由は以下の通りである。即ち、現場では汚泥の結晶構造の確認や汚泥の乾燥などが困難であるため、汚泥密度を直接測定するのではなく、汚泥濃度を測定し、汚泥濃度に基づいて汚泥の十分な高密度化を推定する方が、立上げ工程の終了の判定が容易になるためである。【0057】
以上のようにして立上げ工程が終了したら、本運転工程を行う。本運転工程では、沈殿槽４の分離汚泥１１中に十分に高密度汚泥が生成されている。このため、沈殿槽４内の上記汚泥体積割合が３０ｖｏｌ％以下となるように制御する必要はないので、３０ｖｏｌ％を超える汚泥体積割合で制御してもよい。この場合、立上げ工程終了後、沈殿槽４における汚泥量を増やすことが必要となる。但し、本運転工程においては、沈殿槽４における汚泥体積割合は通常５０ｖｏｌ％以下である。なお、立ち上げ後も３０ｖｏｌ％以下の汚泥体積割合で制御してもよいが、この場合の汚泥体積割合は、立上げ工程の際の汚泥体積割合と同じにする。【0058】
＜第２実施形態＞次に、本発明に係る高密度汚泥生成型水処理装置の立上げ方法の第２実施形態について詳細に説明する。本実施形態では、高密度汚泥生成型水処理装置が、汚泥改質槽５を有しない水処理装置（以下、「既設水処理装置」と呼ぶ）に汚泥改質槽５を設置したものである場合、即ち既設水処理装置を改造したものである場合について説明する。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【0059】
既設水処理装置を高密度汚泥生成型水処理装置に改造する場合、既設水処理装置での水処理運転を続けながら、分離汚泥供給ラインＬ５上に汚泥改質槽５の設置が行われ、設置が完了したら、沈殿槽４からの分離汚泥１１が汚泥改質槽５に供給され、汚泥の高密度化が開始される。即ち立上げ工程が開始される。このとき、既設水処理装置に排水を供給していた工場は通常、フル稼働の状態にある。このため、高密度汚泥の生成が開始されると同時に、工場から排出される無機系イオン含有排水の流量及び無機系イオンの濃度が大きくなっており、沈殿槽４においても十分な量の分離汚泥１１が存在していることが多い。具体的には分離汚泥１１は、２０〜５０ｖｏｌ％の汚泥体積割合で存在していることが多い。【0060】
従って、本実施形態は、立上げ工程が、汚泥蓄積工程を含まない点で第１実施形態と異なる。即ち、本実施形態では、沈殿槽４に汚泥を蓄積させることなく、沈殿槽４における上記汚泥体積割合が３０ｖｏｌ％以下となるように制御が開始される。ここで、立上げ工程開始時において、沈殿槽４における上記汚泥体積割合が３０ｖｏｌ％よりも大きい場合には、排泥ポンプＰ１を作動して汚泥量を減少させる。そして、上記汚泥体積割合が、３０ｖｏｌ％以下の制御目標値に達した後は、上記汚泥体積割合が制御目標値となるように制御される。一方、立上げ工程開始時において、沈殿槽４における上記汚泥体積割合が３０ｖｏｌ％以下である場合には、必要に応じて排泥ポンプＰ１を作動して汚泥量を増加又は減少させる。そして、上記汚泥体積割合が、３０ｖｏｌ％以下の制御目標値に達した後は、上記汚泥体積割合が制御目標値となるように制御される。【0061】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では凝集処理槽３が設けられているが、凝集処理槽３は省略することも可能である。【実施例】
【0062】
以下、本発明の内容を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。【0063】
＜Ａｌ排水＞（実施例１）
以下のようにして、図１に示す高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。なお、高密度汚泥生成型水処理装置としては、沈殿槽４に分離汚泥１１が存在していないもの、即ち沈殿槽４における汚泥体積割合が０％のものを用いた。
【0064】
まず、処理対象となる無機系イオン含有排水として、アルミニウムイオン濃度が１０００ｍｇ／Ｌのアルミニウム排水（以下、「Ａｌ排水」と呼ぶ）を、導入ラインＬ１を経て第１不溶化処理槽１に導入した。【0065】
このとき、第１不溶化処理槽１の槽内液中のｐＨ値が６．５程度となるように硫酸を適宜供給してｐＨ値を調整した。ただし第１不溶化処理槽１ではｐＨが大きく変動する。そして、第１不溶化処理槽１からの排出水は、中間ラインＬ２を経て第２不溶化処理槽２に導入した。第２不溶化処理槽２には、ｐＨ調整剤供給槽９からラインＬ９を経て、適宜ｐＨ調整剤である苛性ソーダ、硫酸を供給し、第２不溶化処理槽２の槽内液中のｐＨ値が７．０となるように調整した。【0066】
第２不溶化処理槽２からの排出水は、中間ラインＬ３を経て凝集処理槽３に導入した。凝集処理槽３には、凝集剤供給槽１０からラインＬ１０を経て、高分子凝集剤を供給した。【0067】
凝集処理槽３からの排出水は、中間ラインＬ４を経て沈殿槽４に導入し、沈殿槽４にて処理水と分離汚泥とに沈降分離した。処理水は、処理水排出ラインＬ７を経て沈殿槽４から排出した。こうして沈殿槽４に汚泥を蓄積させた。【0068】
そして、汚泥を蓄積させている間、沈殿槽４における汚泥体積割合を測定した。【0069】
ここで、汚泥体積割合は以下のようにして判定した。即ち、まず沈殿槽４の槽内液領域Ｒ１の体積と、沈殿槽４の内壁面における槽内液の水面の位置との関係を予め確認しておき、槽内液中の分離汚泥領域Ｒ２の汚泥界面Ｓの位置、及び、槽内液の液面Ｌの位置を確認することで、上記汚泥体積割合を判定した。分離汚泥領域Ｒ２の汚泥界面Ｓの位置は、沈殿槽４に設置された汚泥界面計（図示せず）によって確認した。【0070】
そして、本実施例ではまず汚泥を１０ｖｏｌ％まで蓄積し、上記汚泥体積割合が１０ｖｏｌ％に達したら、汚泥循環工程、即ち高密度汚泥生成工程を開始した。【0071】
具体的にはまず沈殿槽４から分離汚泥の一部を、汚泥供給ポンプＰ２により、分離汚泥供給ラインＬ５を経て汚泥改質槽５に供給した。一方、汚泥改質槽５には、ラインＬ１２を経て対イオン含有物質である水酸化カルシウムを導入した。そして、導入した水酸化カルシウムを分離汚泥１１の表面に吸着させ、吸着汚泥を生成した。【0072】
そして、吸着汚泥を、汚泥改質槽５から吸着汚泥供給ラインＬ１１を経て第１不溶化処理槽１に供給し、第１不溶化処理槽１にて、Ａｌ排水と吸着汚泥とを接触させた。これにより、Ａｌ排水中のアルミニウムイオンを吸着汚泥の対イオンである水酸化物イオンと反応させて不溶化させた。このとき、ｐＨは、ｐＨ調整剤供給槽８からラインＬ８を経てｐＨ調整剤である硫酸を供給することによって調整した。【0073】
第１不溶化処理槽１からの排出水は、中間ラインＬ２を経て第２不溶化処理槽２に導入した。第２不溶化処理槽２には、ｐＨ調整剤供給槽９からラインＬ９を経てｐＨ調整剤である苛性ソーダ及び硫酸を供給した。【0074】
第２不溶化処理槽２からの排出水は、中間ラインＬ３を経て凝集処理槽３に導入した。凝集処理槽３には、凝集剤供給槽１０から高分子凝集剤を供給した。【0075】
凝集処理槽３からの排出水は、中間ラインＬ４を経て沈殿槽４に導入し、沈殿槽４にて処理水と分離汚泥１１とに沈降分離させた。処理水は、処理水排出ラインＬ７を経て沈殿槽４から排出した。【0076】
上記の一連の工程を繰り返し行うことによって高密度汚泥を生成した。一方、汚泥体積割合が１０ｖｏｌ％に達した後に、沈殿槽４にて排泥を行い、沈殿槽４における汚泥体積割合を３ｖｏｌ％まで減少させた。【0077】
その後は、沈殿槽４において排泥を行い、上記汚泥体積割合が３ｖｏｌ％となるように制御しながら汚泥を高密度化させた。【0078】
ここで、沈殿槽４内の上記汚泥体積割合は、以下のようにして判定した。即ち、沈殿槽４に導入した槽内液の体積と、沈殿槽４の内壁面における槽内液の水面の位置との関係を予め確認し、この関係に基づき、槽内液中の分離汚泥領域Ｒ２の汚泥界面Ｓの位置、及び、槽内液領域Ｒ１の液面Ｌの位置を確認することで、槽内液領域Ｒ１中の分離汚泥領域Ｒ２の体積の割合である汚泥体積割合を判定した。【0079】
沈殿槽４内の上記汚泥体積割合の制御は、具体的には以下のようにして行った。即ち、排泥ポンプＰ１の出力を調整することによって排泥量を制限し、汚泥体積割合が制御目標値となるようにして行った。また、沈殿槽４に設置された汚泥界面計を用いて、汚泥界面Ｓの位置をモニタし、汚泥界面Ｓの位置が、上記汚泥体積割合が３ｖｏｌ％となる位置を大きく外れたことを確認した場合には、適宜人手で汚泥の排出量を調整するようにした。【0080】
以上のようにして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。【0081】
（実施例２）汚泥体積割合が４ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例１と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0082】
（実施例３）汚泥体積割合が６ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例１と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0083】
（実施例４）汚泥体積割合が１０ｖｏｌ％に達した後に、沈殿槽４における汚泥体積割合が１０ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例１と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0084】
（実施例５）汚泥体積割合が１０ｖｏｌ％に達した後も引き続き沈殿槽４にて汚泥の量を増やし、沈殿槽４における汚泥体積割合が１５ｖｏｌ％に達した後、汚泥体積割合が１５ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例１と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0085】
（実施例６）汚泥体積割合が１０ｖｏｌ％に達した後も引き続き沈殿槽４にて汚泥の量を増やし、汚泥体積割合が２０ｖｏｌ％に達した後、沈殿槽４における汚泥体積割合が２０ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例１と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0086】
（実施例７）汚泥体積割合が１０ｖｏｌ％に達した後も引き続き沈殿槽４にて汚泥の量を増やし、汚泥体積割合が２５ｖｏｌ％に達した後、沈殿槽４における汚泥体積割合が２５ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例１と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0087】
（実施例８）汚泥体積割合が１０ｖｏｌ％に達した後も引き続き沈殿槽４にて汚泥の量を増やし、汚泥体積割合が３０ｖｏｌ％に達した後、沈殿槽４における汚泥体積割合が３０ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例１と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0088】
（比較例１）汚泥体積割合が１０ｖｏｌ％に達した後も引き続き沈殿槽４において汚泥の量を増やし、汚泥体積割合が３２ｖｏｌ％に達した後、沈殿槽４における汚泥体積割合が３２ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例１と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0089】
（比較例２）汚泥体積割合が１０ｖｏｌ％に達した後も引き続き沈殿槽４において汚泥の量を増やし、汚泥体積割合が５０ｖｏｌ％に達した後、沈殿槽４における汚泥体積割合が５０ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例１と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0090】
実施例１〜８及び比較例１、２の立上げ方法のそれぞれについて、沈殿槽４中の分離汚泥１１（汚泥濃度Ｃ１）を１日おきに取り出してメスシリンダに入れ、２４時間静置した後の汚泥の濃縮割合Ｒをメスシリンダにおける汚泥領域の容量の比（２４時間静置後の汚泥領域の容量／２４時間静置前の汚泥領域の容量）として計測し、２４時間静置後の汚泥濃度Ｃ２（＝Ｃ１／Ｒ）を算出した。このとき、汚泥濃度Ｃ１は汚泥濃度計７で測定した。そして、実施例１〜８及び比較例１，２のそれぞれにおいて、汚泥濃度Ｃ２が３００ｇ／Ｌに到達するまでの時間を測定した。結果を表１に示す。【表1】
【0091】
また図３は、実施例４及び比較例１について、沈殿槽４における汚泥濃度の経時変化の結果を示すグラフである。【0092】
表１に示すように、実施例１〜８の立上げ方法は、比較例１〜２の立上げ方法に比べて、汚泥濃度が３００ｇ／Ｌまでに到達する時間が顕著に短縮されることが分かった。このことは、図３を見ても明らかである。即ち、実施例４のプロットと、比較例１のプロットとを比較すると、測定開始から、経時的に実施例４のプロットと、比較例１のプロットとが大きく離間していくことが分かる。このことから、実施例４の方が、比較例１に比べて、汚泥濃度が短期間で３００ｇ／Ｌに達することが明らかである。また１５０ｇ／Ｌ、２００ｇ／Ｌに達する期間についても上記と同様の傾向がみられた。ここで、汚泥濃度１５０ｇ／Ｌは、高密度汚泥が十分に生成された目安となる汚泥濃度である。【0093】
表１に示す結果より、特に、沈澱槽４の汚泥体積割合を５ｖｏｌ％〜２５ｖｏｌ％とすることで、汚泥濃度が３００ｇ／Ｌまでに到達する時間がより顕著に短縮されることが分かった。【0094】
従って、本発明によれば、Ａｌ排水を処理対象とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを短期間で行うことができることが確認された。【0095】
＜Ｆｅ排水＞（実施例９）
処理対象となる無機系イオン含有排水を、アルミニウム排水から鉄イオン含有排水（鉄イオン（Ｆｅ３＋）濃度：１０００ｍｇ／Ｌ）に変更し、汚泥改質槽５に供給される対イオン含有物質、鉄イオンと不溶化物を形成する対イオン、第１不溶化処理槽１におけるｐＨ及び第２不溶化処理槽２におけるｐＨを表２に示す通りとし、沈殿槽４における汚泥体積割合が１５ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例５と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0096】
（比較例３）沈殿槽４における汚泥体積割合が３５ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例９と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0097】
＜Ｃｒ排水＞（実施例１０）
処理対象となる無機系イオン含有排水を、アルミニウム排水からクロムイオン含有排水（クロムイオン（Ｃｒ２＋）濃度：１０００ｍｇ／Ｌ）に変更し、汚泥改質槽５に供給される対イオン含有物質、クロムイオンと不溶化物を形成する対イオン、第１不溶化処理槽１におけるｐＨ及び第２不溶化処理槽２におけるｐＨを表２に示す通りとし、沈殿槽４における汚泥体積割合が１３ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例５と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0098】
（比較例４）沈殿槽４における汚泥体積割合が３３ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例１０と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0099】
＜Ｆ排水＞（実施例１１）
処理対象となる無機系イオン含有排水を、アルミニウム排水からフッ素イオン含有排水（フッ素イオン（Ｆ−）濃度：１０００ｍｇ／Ｌ）に変更し、汚泥改質槽５に供給される対イオン含有物質、フッ素イオンと不溶化物を形成する対イオン、第１不溶化処理槽１におけるｐＨ及び第２不溶化処理槽２におけるｐＨを表２に示す通りとし、沈殿槽４における汚泥体積割合が１０ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例４と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0100】
（比較例５）沈殿槽４における汚泥体積割合が３２ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例１１と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0101】
＜ＰＯ４排水＞（実施例１２）
処理対象となる無機系イオン含有排水を、アルミニウム排水からリン酸イオン含有排水（リン酸イオン（ＰＯ４２−）濃度：１０００ｍｇ／Ｌ）に変更し、汚泥改質槽５に供給される対イオン含有物質、リン酸イオンと不溶化物を形成する対イオン、第１不溶化処理槽１におけるｐＨ及び第２不溶化処理槽２におけるｐＨを表２に示す通りとし、沈殿槽４における汚泥体積割合が１０ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例４と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0102】
（比較例６）沈殿槽４における汚泥体積割合が３３ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例１２と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0103】
＜ＳＯ４排水＞（実施例１３）
処理対象となる無機系イオン含有排水を、アルミニウム排水から硫酸イオン含有排水（硫酸イオン（ＳＯ４２−）濃度：１０００ｍｇ／Ｌ）に変更し、汚泥改質槽５に供給される対イオン含有物質、硫酸イオンと不溶化物を形成する対イオン、第１不溶化処理槽１におけるｐＨ及び第２不溶化処理槽２におけるｐＨを表２に示す通りとし、沈殿槽４における汚泥体積割合が１０ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例４と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0104】
（比較例７）沈殿槽４における汚泥体積割合が３３ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例１３と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0105】
実施例９〜１３及び比較例３〜７の立上げ方法のそれぞれについて、沈殿槽４中の分離汚泥１１（汚泥濃度Ｃ１）を１日おきに取り出してメスシリンダに入れ、２４時間静置した後の汚泥の濃縮割合Ｒをメスシリンダにおける汚泥領域の容量の比（２４時間静置後の汚泥領域の容量／２４時間静置前の汚泥領域の容量）として計測し、２４時間静置後の汚泥濃度Ｃ２（＝Ｃ１／Ｒ）を算出した。このとき、汚泥濃度Ｃ１は汚泥濃度計７で測定した。そして、実施例９〜１３及び比較例３〜７のそれぞれにおいて、汚泥濃度Ｃ２が３００ｇ／Ｌに到達するまでの時間を測定した。結果を表２に示す。【表2】
【0106】
また図４は、実施例９及び比較例３について、沈殿槽４における汚泥濃度の経時変化の結果を示すグラフ、図５は、実施例１０及び比較例４について、沈殿槽４における汚泥濃度の経時変化の結果を示すグラフ、図６は、実施例１１及び比較例５について、沈殿槽４における汚泥濃度の経時変化の結果を示すグラフ、図７は、実施例１２及び比較例６について、沈殿槽４における汚泥濃度の経時変化の結果を示すグラフ、図８は、実施例１３及び比較例７について、沈殿槽４における汚泥濃度の経時変化の結果を示すグラフである。【0107】
表２に示すように、実施例９〜１３の立上げ方法は、比較例３〜７の立上げ方法に比べて、汚泥濃度が３００ｇ／Ｌまでに到達する時間が顕著に短縮されることが分かった。このことは、図４〜図８を見ても明らかである。即ち、例えば実施例９のプロットと、比較例３のプロットとを比較すると、測定開始から、経時的に実施例９のプロットと、比較例３のプロットとが大きく離間していくことが分かる。このことから、実施例９の方が、比較例３に比べて、汚泥濃度が短期間で３００ｇ／Ｌに達することが明らかである。また１５０ｇ／Ｌ、２００ｇ／Ｌに達する期間についても上記と同様の傾向がみられた。この結果は、実施例１０〜１３の立上げ方法でも同様であった。【0108】
従って、本発明によれば、Ｆｅ排水、Ｃｒ排水、Ｆ排水、ＰＯ４排水、ＳＯ４排水を処理対象とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げについても短期間で行うことができることが確認された。【0109】
＜Ｃｕ排水＞（実施例１４）
処理対象となる無機系イオン含有排水を、アルミニウム排水から銅イオン含有排水（銅イオン（Ｃｕ２＋）濃度：１０００ｍｇ／Ｌ）に変更し、汚泥改質槽５に供給される対イオン含有物質、銅イオンと不溶化物を形成する対イオン、第１不溶化処理槽１におけるｐＨ及び第２不溶化処理槽２におけるｐＨを表３に示す通りとし、上記汚泥体積割合が１２ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例５と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0110】
（比較例８）汚泥体積割合が３３ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例１４と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0111】
＜Ｍｎ排水＞（実施例１５）
処理対象となる無機系イオン含有排水を、アルミニウム排水からマンガンイオン含有排水（マンガンイオン（Ｍｎ２＋）濃度：１０００ｍｇ／Ｌ）に変更し、汚泥改質槽５に供給される対イオン含有物質、マンガンイオンと不溶化物を形成する対イオン、第１不溶化処理槽１におけるｐＨ及び第２不溶化処理槽２におけるｐＨを表３に示す通りとし、上記汚泥体積割合が１２ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例５と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0112】
（比較例９）汚泥体積割合が３２ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例１５と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0113】
＜Ｎｉ排水＞（実施例１６）
処理対象となる無機系イオン含有排水を、アルミニウム排水からニッケルイオン含有排水（ニッケルイオン（Ｎｉ２＋）濃度：１０００ｍｇ／Ｌ）に変更し、汚泥改質槽５に供給される対イオン含有物質、ニッケルイオンと不溶化物を形成する対イオン、第１不溶化処理槽１におけるｐＨ及び第２不溶化処理槽２におけるｐＨを表３に示す通りとし、沈殿槽４における汚泥体積割合が１２ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例５と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0114】
（比較例１０）沈殿槽４における汚泥体積割合が３３ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例１６と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0115】
＜Ｚｎ排水＞（実施例１７）
処理対象となる無機系イオン含有排水を、アルミニウム排水から亜鉛イオン含有排水（亜鉛イオン（Ｚｎ２＋）濃度：１０００ｍｇ／Ｌ）に変更し、汚泥改質槽５に供給される対イオン含有物質、亜鉛イオンと不溶化物を形成する対イオン、第１不溶化処理槽１におけるｐＨ及び第２不溶化処理槽２におけるｐＨを表３に示す通りとし、沈殿槽４における汚泥体積割合が１２ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例５と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0116】
（比較例１１）沈殿槽４における汚泥体積割合が３３ｖｏｌ％となるように制御したこと以外は実施例１７と同様にして高密度汚泥生成型水処理装置の立上げを行った。
【0117】
実施例１４〜１７及び比較例８〜１１の立上げ方法のそれぞれについて、沈殿槽４中の分離汚泥１１（汚泥濃度Ｃ１）を１日おきに取り出してメスシリンダに入れ、２４時間静置した後の汚泥の濃縮割合Ｒをメスシリンダにおける汚泥領域の容量の比（２４時間静置後の領域の容量／２４時間静置前の汚泥領域の容量）として計測し、２４時間静置後の汚泥濃度Ｃ２（＝Ｃ１／Ｒ）を算出した。このとき、汚泥濃度Ｃ１は汚泥濃度計７で測定したそして、実施例１４〜１７及び比較例８〜１１のそれぞれにおいて、汚泥濃度Ｃ２が１００ｇ／Ｌに到達するまでの時間を測定した。結果を表３に示す。【表3】
【0118】
また図１０は、実施例１４及び比較例９について、沈殿槽４における汚泥濃度の経時変化の結果を示すグラフ、図１１は、実施例１５及び比較例１０について、沈殿槽４における汚泥濃度の経時変化の結果を示すグラフ、図１２は、実施例１７及び比較例１１について、沈殿槽４における汚泥濃度の経時変化の結果を示すグラフである。【0119】
表３に示すように、実施例１４〜１７の立上げ方法は、比較例８〜１１の立上げ方法に比べて、汚泥濃度が１００ｇ／Ｌまでに到達する時間が顕著に短縮されることが分かった。このことは、図９〜図１２を見ても明らかである。即ち、例えば実施例１４のプロットと、比較例８のプロットとを比較すると、測定開始から、経時的に実施例１４のプロットと、比較例８のプロットとが大きく離間していくことが分かる。このことから、実施例１４の方が、比較例８に比べて、汚泥濃度が短期間で１００ｇ／Ｌに達することが明らかである。また５０ｇ／Ｌ、８０ｇ／Ｌに達する期間についても上記と同様の傾向がみられた。この結果は、実施例１４〜１７の立上げ方法でも同様であった。【0120】
従って、本発明によれば、Ｃｕ排水、Ｍｎ排水、Ｎｉ排水及びＺｎ排水を処理対象とする高密度汚泥生成型水処理装置の立上げについても短期間で行うことができることが確認された。【符号の説明】
【0121】
１…第１不溶化処理槽２…第２不溶化処理槽
３…凝集処理槽
４…沈殿槽
５…汚泥改質槽
Ｌ５…分離汚泥供給ライン
Ｌ１２…ライン（対イオン含有物質供給手段）
Ｖ１…バルブ（対イオン含有物質供給手段）
Ｒ１…槽内液領域
Ｒ２…分離汚泥領域
Ｓ…汚泥界面
Ｌ…液面。