特許 6934358 有機性排水の処理装置及び処理方法

(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】6934358

(24)【登録日】2021年8月25日

(45)【発行日】2021年9月15日

(54)【発明の名称】有機性排水の処理装置及び処理方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/12 20060101AFI20210906BHJP

   C02F 3/06 20060101ALI20210906BHJP

   C02F 3/08 20060101ALI20210906BHJP

【ＦＩ】

   C02F3/12 F

   C02F3/12 M

   C02F3/06

   C02F3/08 B

【請求項の数】8

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-158133(P2017-158133)

(22)【出願日】2017年8月18日

(65)【公開番号】特開2019-34286(P2019-34286A)

(43)【公開日】2019年3月7日

【審査請求日】2019年11月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】591030651

【氏名又は名称】水ｉｎｇ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】秦 良介

(72)【発明者】

【氏名】新庄 尚史

(72)【発明者】

【氏名】葛 甬生

【審査官】 片山 真紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−３３３４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０７０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５７８６９９８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００５−３４９２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２０９０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０８９９９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５２２３２１９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開平１１−０１９６７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ ３／００−３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１曝気槽、第１分離槽、第２曝気槽、第２分離槽の順に配した水処理装置において、
前記第１曝気槽において生物膜を担持した高分子有機性材料からなる流動床担体又は固定床担体を槽容量の１〜３０％収容し、該担体と有機性排水とを接触させながら前記第１曝気槽内で分散菌を増殖させるための好気処理を行い、第１曝気槽処理水を得る工程と、
前記第２分離槽から分離した原生生物を含む汚泥の少なくとも一部を前記第１分離槽に返送し、第１曝気槽処理水と接触させることにより、増殖した前記分散菌を前記原生生物に捕食させて前記第１曝気槽処理水中の有機物を前記汚泥に固定化させる工程と、
前記接触後の前記第１曝気槽処理水を前記第１分離槽で固液分離し、前記有機物が固定化された前記汚泥をエネルギー回収のために抜き出すことと、
前記第１分離槽からの第１分離槽処理水を前記第２曝気槽で好気処理することと、
前記第２曝気槽で得られた第２曝気槽処理水を前記第２分離槽で固液分離することと
を含むことを特徴とする有機性排水の処理方法。

【請求項2】

前記第２分離槽から分離した汚泥の一部を前記第１曝気槽へ返送することを更に含む請求項１に記載の有機性排水の処理方法。

【請求項3】

前記第２曝気槽において生物膜を担持した流動床担体又は固定床担体と前記第１分離槽処理水とを接触させることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機性排水の処理方法。

【請求項4】

前記第２曝気槽において、槽内に分割壁を設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機性排水の処理方法。

【請求項5】

前記第１分離槽及び前記第２分離槽において、重力沈殿式、浮上分離式、ろ過分離式のいずれかを用いて固液分離することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機性排水の処理方法。

【請求項6】

前記第１分離槽で得られる汚泥を嫌気性消化してメタンガスを得て発電することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機性排水の処理方法。

【請求項7】

前記第２分離槽から分離した前記原生生物を含む前記汚泥の少なくとも一部を前記第１分離槽に返送することが、前記第２分離槽から分離した前記汚泥を前記第２曝気槽へ返送し、残りの前記汚泥を全量前記第１分離槽内、又は前記第１曝気槽と前記第１分離槽との間の配管又は水路内、又は前記第１曝気槽と前記第１分離槽との間に設けられた混合槽内へ返送して前記第１曝気槽処理水と接触させることを含む請求項１に記載の有機性排水の処理方法。

【請求項8】

生物膜を担持した高分子有機性材料からなる流動床担体又は固定床担体を槽容量の１〜３０％収容し、該担体と有機性排水とを接触させながら分散菌を増殖させるための好気処理を行い、第１曝気槽処理水を得る第１曝気槽と、
前記第１曝気槽処理水を固液分離する前記第１分離槽と、
前記第１分離槽からの第１分離槽処理水を好気処理する前記第２曝気槽と、
前記第２曝気槽からの第２曝気槽処理水を固液分離する前記第２分離槽と、
前記第２分離槽から分離した原生生物を含む汚泥を前記第２曝気槽へ返送するとともに前記第２分離槽から分離した残りの前記汚泥の全量を前記第１分離槽内、又は前記第１曝気槽と前記第１分離槽との間の配管又は水路内、又は前記第１曝気槽と前記第１分離槽との間に設けられた混合槽内へ返送し、第１曝気槽処理水と接触させる返送手段と
を備えることを特徴とする有機性排水の処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機性排水の処理装置及び処理方法に関し、特に、下水道、し尿、民間工場排水等の処理に好適な有機性排水の処理装置及び処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば下水処理場では最初沈殿池で固液分離した処理水を曝気槽に導入し、活性汚泥により処理をしているが、好気性微生物を維持するための酸素供給のための電気コストは膨大であり、省エネ技術の開発は喫緊の課題である。更に活性汚泥の増殖に伴い、余剰汚泥が増加し、汚泥処分には多大なコストも掛かっている。

【0003】

また、近年、バイオマスの利活用を目的として汚泥を嫌気性消化してメタンを得て、発電に利用するケースが増加している。エネルギーを多く得るには有機物を効率的に嫌気性消化槽へ導入する必要があるが、有機物の多くは曝気槽にて多大な動力を掛けて好気的に処理され、水と二酸化炭素に分解されている。すなわち有機物を可能な限り多く回収することがエネルギーを回収することに繋がる。

【0004】

微生物を用いた有機性排水の処理方法として、特許第４４７４９３０号公報（特許文献１）には、微生物の補食作用を利用した多段活性汚泥法として、２槽式の生物処理工程を有し、１槽目で分散菌体を生成させ、２槽目ではそのフロック化と微小生物との共存を図る技術が記載されている。

【0005】

特許第５２２３２１９号公報（特許文献２）には、有機性排水を２段で生物処理する方法として、第１の生物処理反応槽の後段に無薬注の浮上分離方式の固液分離手段を設け、その処理水を、流動床式の生物膜担体を有すると第２の生物処理反応槽で処理し、第２の生物処理反応槽で処理その処理水に無機凝集剤を添加して再度浮上分離した後に高度処理を行なうことが記載されている。

【0006】

国際公開第２０１６／１４８０８６号（特許文献３）には、有機性排水に余剰汚泥を水理学的滞留時間１０分以下で混合させることで、排水中の有機物を余剰汚泥に吸着させ、この混合液を固液分離することで、有機物を回収すると共に高効率で安定的な処理が可能な水処理方法及び装置の例が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第４４７４９３０号公報

【特許文献2】特許第５２２３２１９号公報

【特許文献3】国際公開第２０１６／１４８０８６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、上記の従来技術に記載される有機性排水の処理方法及び装置のいずれも、余剰汚泥の削減技術とエネルギーの効率的な回収技術を両立するための知見に関してはまだ検討の余地がある。

【0009】

例えば、特許文献１では、余剰汚泥発生量の低減には一定の効果が得られているが、有機性排水から高効率で有機物を回収するという点に関しては具体的に考慮がされていない。特許文献２では、凝集剤を用いた場合の有機物負荷の増大や凝集剤に起因する金属塩の析出の問題を回避できることが記載されているが、凝集剤添加や水質改善に関する知見に留まっている。特許文献３では、有機性排水に余剰汚泥を添加し、接触させることで一部の有機物を吸着できることが記載されているが、本発明者らの検討の結果、特許文献３に記載された技術によってもまだ有機物が十分に回収できない場合がある。

【0010】

上記課題を鑑み、本発明は、エネルギー回収率の向上と余剰汚泥の削減を両立可能な有機性排水の処理装置及び処理方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明者は鋭意検討を重ねた結果、多段式の生物処理装置を用いて余剰汚泥の発生を抑制するとともに、有機物の回収効率向上のためには、特に余剰汚泥中の分散菌を主体とする細菌類が重要な役割を果たしていることを見いだし、本発明に至った。すなわち、余剰汚泥と有機物を含有する排水を接触させる時に、余剰汚泥中の分散菌が有機物の吸着への寄与率が高い。よって分散菌を効率的に増殖させることで有機物回収の効率を高めることができる。更に有機物を吸着した分散菌の回収には分散菌を捕食する原生動物を含有する余剰汚泥の添加が望ましい。

【0012】

上記の知見を基礎として完成した本発明は一側面において、第１曝気槽、第１分離槽、第２曝気槽、第２分離槽の順に配した水処理装置において、第１曝気槽において生物膜を担持した流動床担体又は固定床担体と有機性排水とを接触させながら好気処理を行い、第１曝気槽処理水を得る工程と、第２分離槽から分離した汚泥の少なくとも一部を返送し、第１曝気槽処理水と接触させる工程と、接触後の第１曝気槽処理水を第１分離槽で固液分離することと、第１分離槽からの第１分離槽処理水を第２曝気槽で好気処理することと、第２曝気槽で得られた第２曝気槽処理水を第２分離槽で固液分離することを含む有機性排水の処理方法が提供される。

【0013】

本発明に係る有機性排水の処理方法は一実施態様において、第２分離槽から分離した汚泥の一部を第１曝気槽へ返送することを更に含む。

【0014】

本発明に係る有機性排水の処理方法は別の一実施態様において、第２曝気槽において生物膜を担持した流動床担体又は固定床担体と第１分離槽処理水とを接触させる。

【0015】

本発明に係る有機性排水の処理方法は別の一実施態様において、第２曝気槽において、槽内に分割壁を設ける。

【0016】

本発明に係る有機性排水の処理方法は更に別の一実施態様において、第１分離槽及び第２分離槽において、重力沈殿式、浮上分離式、ろ過分離式のいずれかを用いて固液分離する。

【0017】

本発明に係る有機性排水の処理方法は更に別の一実施態様において、第１分離槽で得られる汚泥を嫌気性消化してメタンガスを得て発電する。

【0018】

本発明は別の一側面において、生物膜を担持した流動床担体又は固定床担体と有機性排水とを接触させながら好気処理を行い、第１曝気槽処理水を得る第１曝気槽と、第１曝気槽処理水を固液分離する第１分離槽と、第１分離槽からの第１分離槽処理水を好気処理する第２曝気槽と、第２曝気槽からの第２曝気槽処理水を固液分離する第２分離槽と、第２分離槽から分離した汚泥の少なくとも一部を第１分離槽の上流側へ返送し、第１曝気槽処理水と接触させる返送手段とを備える有機性排水の処理装置が提供される。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、エネルギー回収率の向上と余剰汚泥の削減を両立可能な有機性排水の処理装置及び処理方法が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施の形態に係る有機性排水の処理装置及び処理方法を説明する概略図である。

【図2】本発明の実施の形態の第１変形例に係る有機性排水の処理装置及び処理方法を説明する概略図である。

【図3】本発明の実施の形態の第２変形例に係る有機性排水の処理装置及び処理方法を説明する概略図である。

【図4】本発明の実施の形態の第３変形例に係る有機性排水の処理装置及び処理方法を説明する概略図である。

【図5】本発明の実施の形態の第４変形例に係る有機性排水の処理装置及び処理方法を説明する概略図である。

【図6】実施例１〜３及び比較例１〜３の処理フローを表す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであってこの発明の技術的思想は構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。

【0022】

本発明の実施の形態に係る有機性排水の処理方法は、例えば、図１に示すように、第１曝気槽１、第１分離槽２、第２曝気槽３、第２分離槽４の順に配した水処理装置を用いて有機性排水を処理することができる。

【0023】

有機性排水としては特に限定されないが、少なくとも溶解性有機物や濁質などの汚染物を含む有機性排水が好適に用いられる。具体的には、下水、下水の一次処理水、下水の二次処理水、し尿、畜産排水、各種製造工場排水などが、本実施形態に係る排水として利用可能である。

【0024】

有機性排水は、第１曝気槽１に導入される。第１曝気槽１には、流動床もしくは固定床の担体１１が配置されている。担体１１として流動床担体が配置される場合は、第１曝気槽１の出口にスクリーンを設置して担体１１の流出を防止することが好ましい。

【0025】

担体１１の充填率は、処理対象となる有機性排水のＢＯＤ負荷量に応じて調節されるが、例えば、槽容量の１〜３０％（体積比）の範囲とすることが望ましい。第１曝気槽１の担体１１の材質はポリビニルアルコールの他、ポリウレタンなど高分子有機性材料を主体とする担体１１が望ましい。

【0026】

第１曝気槽１では、好気性状態を維持するために、空気もしくは酸素を曝気する。担体１１表面には分散菌が付着し有機性排水中の有機物が効率的に吸着及び固定化される。分散菌はこの有機物の栄養によって増殖するが、担体１１に保持できない分散菌は再び水中に遊離する。そのため、第１曝気槽１の処理水である第１曝気槽処理水には、遊離した分散菌と残留する有機物が含まれる。

【0027】

そのため、本実施形態では、第２分離槽４から分離した余剰汚泥の少なくとも一部を返送手段５を介して第１分離槽２の上流側へと返送し、返送された汚泥と第１曝気槽処理水と接触させる工程を有する。接触させる場所は第１曝気槽１と第１分離槽２の間の配管や水路の途中、もしくは別途混合槽を設けても良い。第２分離槽４から得られる余剰汚泥には、細菌類の他、それらを捕食する原生動物も含有されている。第１曝気槽１やその処理水に含有される分散菌は食物連鎖の最下位に位置づけられ、原生生物などに捕食されるものである。第２分離槽４からの余剰汚泥を有機物を捕捉した分散菌と接触させることで、第１曝気槽処理水中の有機物を効率的に固定化することができる。

【0028】

なお、有機性排水を曝気処理した第１曝気槽処理水は、溶解性有機物の他に有機物を固定化した分散菌を多く含有しているため、曝気前の有機性排水（原水）に対して直接第２分離槽４からの汚泥を接触させる引用文献３の例よりも、より多くの有機物を第１分離槽２で沈殿させることができ、引用文献３よりも効率よく有機性排水中の有機物を回収することができる。

【0029】

第２分離槽４からの余剰汚泥は第２曝気槽３の活性汚泥量(MLSS)を維持するのに必要な量は第２曝気槽３に返送するが、その残りの全てを第１曝気槽処理水に対して返送、添加するのが望ましい。そうすることで余剰汚泥は第１分離槽１においてのみ分離回収されることになり、システムが簡素化する。例えば第２分離槽４からの余剰汚泥を汚泥処理して排出する必要がある場合、別途汚泥処理工程に移送するのにポンプが必要になることから、そうした余計な余剰汚泥排出のためのポンプなどの機器数を減らすことができる。

【0030】

余剰汚泥と接触後の第１曝気槽処理水は、第１分離槽２で固液分離される。第１分離槽２では重力沈殿式、浮上分離式、ろ過分離式の何れかの方法により固液分離することができる。第１分離槽２で得られた処理水（第１分離槽処理水）は、第２曝気槽３へ送られる。

【0031】

第２曝気槽３では、第１分離槽２からの第１分離槽処理水が好気処理される。本実施形態に係る第１分離槽処理水は、第１曝気槽１からの第１曝気槽処理水に対して第２分離槽４からの余剰汚泥が添加されて有機物が余剰汚泥に固定化され、第１分離槽２で有機物を固定化した余剰汚泥が取り除かれているため、余剰汚泥を添加しない場合に比べて有機物負荷が低減されている。これにより、第２曝気槽３で必要とする酸素量が従来に比べて少なくて済むため、第２曝気槽３の曝気動力を削減でき、装置の簡略化を図ることができる。

【0032】

第２曝気槽３で処理された第２曝気槽処理水は第２分離槽４へ送られる。第２分離槽４では、重力沈殿式、浮上分離式、ろ過分離式の何れかの方法で固液分離することができる。

【0033】

第２分離槽４で得られる余剰汚泥は、第２曝気槽３の活性汚泥量（ＭＬＳＳ）の維持のために第２曝気槽３へ返送されてもよく、その残りは第１分離槽２の上流側に戻される。なお、余剰汚泥は第１曝気槽１と第１分離槽２の間であれば良く、流路の途中に戻しても良いし、第１曝気槽１と第１分離槽２の間に混合槽を別途設けても良い。

【0034】

分散菌を優先的に培養し得る方法として主に余剰汚泥を削減する目的で利用される食物連鎖の現象を模した多段式の曝気槽を備える処理装置では、初段部分こそ分散菌にとって捕食者が少なく有機物が多い快適な環境である。本発明の実施の形態に係る有機性排水の処理装置及び処理方法によれば、有機性排水を一度生物処理して分散菌を増殖させた排水に対して分散菌を接触させることで、短時間に効率的に有機物を最大限吸着させることができる。

【0035】

有機物を吸着した分散菌を後段で原生生物に捕食分解させると有機物回収ができない場合がある。本実施形態では、第１曝気槽の処理水に第２分離槽４から引き抜いた余剰汚泥を添加し、接触させる。これにより、水中を漂う有機物を取り込んだ分散菌をより効率よく余剰汚泥に吸着させ、第１分離槽２で固液分離して汚泥として抜き出し、有機物濃度の高い汚泥を回収することができる。

【0036】

第１分離槽２で有機物を汚泥として回収することで、第２曝気槽３における有機物負荷量が減少し、酸素必要量が低減する。これにより、第２曝気槽３の曝気に必要な曝気動力の削減を図ることができる。これにより使用エネルギーを削減することができる。また第２曝気槽３では食物連鎖の現象を模した多段式の曝気槽を備えることで細菌、原生生物、後生生物の順序で通水することで細菌の増殖による活性汚泥の増加を抑制し、余剰汚泥を削減することが可能になる。
即ち、本発明によれば、エネルギー回収率の向上と余剰汚泥の削減を両立可能な有機性排水の処理装置及び処理方法が提供できる。

【0037】

（第１変形例）
本発明の第１変形例に係る有機性排水の処理方法及び処理装置は、図２に示すように、返送手段５が、第２分離槽４で分離された余剰汚泥の一部を第１曝気槽１に戻すことを更に含む。第１変形例によれば、第１曝気槽１内に遊離した分散菌を返送汚泥により効果的に固定化することができる。その他は、図１に示す有機性排水の処理方法及び処理装置と実質的に同様である。

【0038】

（第２変形例）
本発明の第２変形例に係る有機性排水の処理方法及び処理装置は、図３に示すように、第２曝気槽３に流動床もしくは固定床の担体３１を保持したものである。第２曝気槽３に担体３１を設置することにより、分散菌を捕食する原生生物や原生生物を捕食する後生生物を曝気槽内に効率的に維持することで余剰汚泥の発生量を削減することができる。第２曝気槽の担体３１の材質は、ポリプロピレンの他、ポリ塩化ビニリデンやビニロンなど高分子有機性材料を主体とする担体３１が望ましい。その他は、図１に示す有機性排水の処理方法及び処理装置と実質的に同様である。

【0039】

（第３変形例）
本発明の第３変形例に係る有機性排水の処理方法及び処理装置は、図４に示すように、第２曝気槽３内に１又は複数の分割壁３２を設けることを含む。分割壁３２により第２曝気槽３が多段に区切られることで、生物による食物連鎖を流路に合わせて行なわせ、より余剰汚泥の発生量を削減することができる。分割壁３２は１つ以上あればよいが複数個配置して処理段数を多段にすることで細菌、原生生物、後生生物といった食物連鎖を構成する生物が住み分けを自然に成立させて各生物相を管理しながら食物連鎖の関係を把握しながら運転を安定化することができる。その他は、図１に示す有機性排水の処理方法及び処理装置と実質的に同様である。

【0040】

（第４変形例）
本発明の第４変形例に係る有機性排水の処理方法及び処理装置は、図５に示すように、第１分離槽２から得られた汚泥の具体的処理機構が記載されている点が、図１に示す処理方法及び処理装置と異なる。その他は、図１に示す有機性排水の処理方法及び処理装置と実質的に同様である。

【0041】

即ち、第１分離槽２から得られた汚泥は、嫌気性消化槽６へ供給されて嫌気性消化処理される。汚泥の嫌気性消化により、メタンを含む消化ガスが発生する。この消化ガスは、ガスホルダ７において貯留され、必要に応じて、ガス前処理装置８で消化ガスに対して硫化水素やシロキサンなどを用いた前処理が行われる。そして、前処理後の消化ガスを用いて発電機９により発電するものである。

【0042】

発電した電気は電力会社等に売電しても有機性排水の処理装置用の電力として使用しても良い。なお、図５では、第２曝気槽３の構成を図１の構成と同様に記載したが、図１の代わりに第２変形例又は第３変形例で示した形態を採用してもよいことは勿論である。

【実施例】

【0043】

以下に本発明の実施例を比較例と共に示すが、これらの実施例は本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。

【0044】

図６に示すように、同一の有機性排水（下水）に対し、実施例１〜３と並列で比較例１〜３を運転した。本実施例１〜３では、対象とする有機性排水のＢＯＤ負荷に合わせて第１曝気槽にポリビニルアルコール製の流動床担体を槽容量の２０％保持した。実施例１〜３及び比較例１〜３においては、第１分離槽２、２０及び第２分離槽４、４０には全て重力式沈殿池を採用した。

【0045】

（実施例１）
実施例１（図６の（ａ））では、第２分離槽４から得られる余剰汚泥を一部は第２曝気槽３での活性汚泥量を調節するために第２曝気槽３の入口に戻し、残りは返送手段５により返送して第１曝気槽処理水に添加し、混合して第１分離槽２に導入した。

【0046】

（実施例２）
実施例２（図６の（ｂ））では、第２曝気槽３に固定床担体を設置した。担体の材質はポリプロピレン製の担体を槽容量の２０％となるように設置した。余剰汚泥は全量を返送手段５を介して第１曝気槽処理水に添加、混合して第１分離槽２に導入した。

【0047】

（実施例３）
実施例３（図６の（ｃ））では、第２曝気槽３において下部と上部を切り欠いた隔壁３２を交互に設置することで５室に分割し、それぞれ雨流式に水が流れるように施した。各室には実施例２と同じポリプロピレン製の固定床担体を各室の容量の２０％となるように設置した。余剰汚泥は全量を第１曝気槽処理水に添加、混合して第１分離槽２に導入した。

【0048】

（比較例１）
比較例１（図６の（ｄ））では、第１分離槽２０の処理水を曝気槽３０に導入して処理し、第２分離槽４０で再度固液分離した。第２分離槽４０の余剰汚泥の一部は曝気槽３０での活性汚泥量を調節するために曝気槽３０に戻したが、残りは余剰汚泥として排出した。

【0049】

（比較例２）
比較例２（図６の（ｅ））は第２分離槽４０の余剰汚泥の一部は曝気槽３０での活性汚泥量を調節するために曝気槽３０に戻したが、残りは第１分離槽２０の手前に戻し、有機性排水と接触させた。

【0050】

（比較例３）
比較例３（図６の（ｆ））は有機性排水を直接曝気槽３０に導入したが、曝気槽３０は下部と上部を切り欠いた隔壁３２を交互に設置することで５室に分割し雨流式に水が流れるように施し、各室には実施例２、３と同じポリプロピレン製の固定床担体を各室の容量の２０％となるように設置した。

【0051】

（評価）
実施例１〜３と比較例１〜３に関し、第１分離槽２、２０で得られた第１分離槽汚泥と第２分離槽４、４０で排出される余剰汚泥について、有機物回収量と汚泥発生量を比較することにより評価した。有機物回収量は汚泥のＣＯＤｃｒを指標とした。汚泥のＣＯＤｃｒ はＪＩＳ Ｋ ０１０２による加熱分解法に準じて測定した。汚泥発生量、汚泥のＣＯＤｃｒ量については各々の処理法に基づいて、第１分離槽汚泥のみの場合と排出する余剰汚泥が発生する場合はその合計を評価した。

【0052】

各処理法での処理量は５ｍ³／日で一定とし、曝気槽と分離槽の水の滞留時間ＨＲＴは同一とした。条件を表１に示す。９０日間連続運転を行なった。９０日間の平均による１日当たりの汚泥発生量とＣＯＤｃｒ量について結果を表２に示す。

【0053】

【表1】

【0054】

【表2】

【0055】

実施例１では、汚泥発生量は１０８１ｇ／日、汚泥のＣＯＤｃｒ量は１８６４ｇ／日となり、比較例１と比較して汚泥発生量は１．１倍増加したが、汚泥ＣＯＤｃｒ量合計は１．３倍に増加でき、有機物回収率を向上させることができた。実施例２及び実施例３は第２曝気槽３にて担体を設置することで、実施例２、３は各々の汚泥発生量は８７４ｇ／日、７６９ｇ／日となり、余剰汚泥の発生が実施例１に比べて８１％、７１％程度に、低減させることができた。一方、汚泥ＣＯＤｃｒ量合計は実施例２と３は各々１７１９ｇ／日、１６２３ｇ／日であり、比較例１〜３に比べて有機物回収率を向上させることができた。

【0056】

実施例１〜３の結果から、実施例１〜３の態様は、各々の用途に応じて適宜選択すれば良く、例えば、有機物をできるだけ大量に回収したい場合は余剰汚泥を削減しない実施例１を採用することが望ましく、有機物も大量に回収したいが余剰汚泥の発生をより削減したい場合には、実施例２又は実施例３の態様が望ましいことが分かる。

【0057】

実施例１と比較例２を比べると、共に有機物をより多く回収する目的のフローであるが、第１曝気槽１の有無によって汚泥のＣＯＤｃｒ量合計は実施例１で１８６４ｇ／日、比較例２で１５６７ｇ／日となり、実施例１では１．２倍に増加した。

【0058】

比較例３は有機物回収を目的とせず余剰汚泥を削減する目的のフローであるが、余剰汚泥は他の方式に比べると大きく減少する一方で有機物量も低下した。これは基本的に曝気槽において食物連鎖により余剰汚泥の発生が抑制されたものである。

【0059】

このように、実施例１〜３によれば、有機性排水処理プロセスから得られる有機物回収量を増加させることによって、汚泥を嫌気性消化により処理することでより多くのメタンガスを得ることができることが分かる。また、汚泥発生量を削減することも可能となる。

【符号の説明】

【0060】

１…第１曝気槽
２…第１分離槽
３…第２曝気槽
４…第２分離槽
５…返送手段
６…嫌気性消化槽
７…ガスホルダ
８…ガス前処理装置
９…発電機
１１…担体
２０…第１分離槽
３０…曝気槽
３１…担体
３２…隔壁（分割壁）
４０…第２分離槽

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】