特許 7181250 有機性廃水の処理方法及び有機性廃水の処理装置

(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】2022-11-21

(45)【発行日】2022-11-30

(54)【発明の名称】有機性廃水の処理方法及び有機性廃水の処理装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/12 20060101AFI20221122BHJP

   C02F 11/02 20060101ALI20221122BHJP

【ＦＩ】

C02F3/12 F ZAB

C02F3/12 H

C02F3/12 S

C02F11/02

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020087764

(22)【出願日】2020-05-19

(65)【公開番号】P2021181062

(43)【公開日】2021-11-25

【審査請求日】2022-06-10

【早期審査対象出願】

(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】アクシス国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】田中 雅仁

(72)【発明者】

【氏名】葛 甬生

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 利宏

【審査官】富永 正史

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２１１８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１８８３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－１１５６９５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０１－１３０７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２７９５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３４９２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０５１４１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ ３／００－ ３／３４

Ｃ０２Ｆ １１／００－１１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機物を含む原水を第１好気性処理槽内の総アルカリ度が１００～５００ｍｇ／Ｌとなるようにアルカリを添加し、好気的に処理して第１好気性処理液を得る処理と、
第１好気性処理液を第２好気性処理槽内で好気的に処理して第２好気性処理液を得る処理と、
前記第２好気性処理液を固液分離して処理水と分離汚泥とを得る処理と、
前記第１好気性処理槽のＢＯＤ汚泥負荷が２～１０ｋｇ／ｋｇ／ｄとなるように前記分離汚泥の一部を第１返送汚泥として引き抜いて前記第１好気性処理槽へ原水流入水量の５～３０流量％となるように返送する第１返送処理と、
前記第１返送汚泥を引き抜いた後の前記分離汚泥の少なくとも一部を第２返送汚泥とし、前記第２返送汚泥を前記第２好気性処理槽へ返送する第２返送処理と
を有することを特徴とする有機性廃水の処理方法。

【請求項2】

有機物を含む原水を第１好気性処理槽内で好気的に処理して第１好気性処理液を得る処理と、
第１好気性処理液を第２好気性処理槽内で好気的に処理して第２好気性処理液を得る処理と、
前記第２好気性処理液を固液分離して処理水と分離汚泥とを得る処理と、
前記分離汚泥の一部を第１返送汚泥として引き抜いて前記第１好気性処理槽へ原水流入水量の５～３０流量％となるように返送する第１返送処理と、
前記第１返送汚泥を引き抜いた後の前記分離汚泥の少なくとも一部を第２返送汚泥とし、前記第２返送汚泥を前記第２好気性処理槽へ返送する第２返送処理と、
前記第２好気性処理槽内の浮遊汚泥を引き抜いて前記第１好気性処理槽へ返送する第３返送処理と
を有することを特徴とする有機性廃水の処理方法。

【請求項3】

前記第１好気性処理槽の溶存酸素濃度が２～７ｍｇ／Ｌとなるように曝気風量を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機性廃水の処理方法。

【請求項4】

有機物を含む原水を好気的に処理して第１好気性処理液を得る第１好気性処理槽と、
前記第１好気性処理槽の総アルカリ度が１００～５００ｍｇ／Ｌとなるようにアルカリを添加する手段と、
前記第１好気性処理液を好気的に処理して第２好気性処理液を得る第２好気性処理槽と、
前記第２好気性処理液を固液分離して処理水と分離汚泥とを得る固液分離槽と、
前記第１好気性処理槽のＢＯＤ汚泥負荷が２～１０ｋｇ／ｋｇ／ｄとなるように前記分離汚泥の一部を第１返送汚泥として引き抜いて前記第１好気性処理槽へ原水流入水量の５～３０流量％となるように返送する第１返送手段と、
前記第１返送汚泥を引き抜いた後の前記分離汚泥の少なくとも一部を第２返送汚泥とし、前記第２返送汚泥を前記第２好気性処理槽へ返送する第２返送手段と
を備えることを特徴とする有機性廃水の処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機性廃水の処理方法及び有機性廃水の処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）の高い有機性廃水処理としては一般的に活性汚泥処理が用いられる場合が多い。活性汚泥処理は維持管理が容易でありランニングコストが低い。活性汚泥処理は流入原水中のＢＯＤの安定除去が可能であり、常時良好な処理水質が得られる等の利点もある。そのため、活性汚泥処理は生活廃水、工場廃水等の種々の有機性廃水処理に多く用いられている。

【0003】

しかしながら、活性汚泥処理ではＢＯＤ除去に伴う余剰汚泥が発生することが知られている。特にＢＯＤ濃度の高い廃水は余剰汚泥の発生量も多くなるため、余剰汚泥の処分に伴うコストの処理全体に占める比率が高くなってきており、余剰汚泥の削減が大きな課題となってきている。

【0004】

余剰汚泥の削減方法としては、高負荷及び低負荷を組み合わせた多段処理を行う方法がある。例えば、特開２０１０－０６９４８２号公報及び特開２００５－２１１８７９号公報には、前段の高負荷槽となる第１生物処理槽で分散菌を発生させ、後段の低負荷槽となる第２生物処理槽で原生動物や後生動物の分散菌の捕食を利用して汚泥減容を行う食物連鎖による汚泥減容化方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１０－０６９４８２号公報

【文献】特開２００５－２１１８７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１及び２に記載される生物処理方法には、処理効率向上と余剰汚泥の発生量の低減を図るために第一生物処理槽と第二生物処理槽のＢＯＤ負荷及びｐＨを所定の範囲内に制御する必要があることが記載されている。この点、原水の性状が比較的安定している場合には、各生物処理槽のＢＯＤ負荷及びｐＨを制御することは比較的容易である。

【0007】

しかしながら、何らかの原因により原水に大きな濃度変動が生じると、生物処理槽のＢＯＤ負荷及びｐＨを制御することが難しくなり、第一生物処理槽での分散菌の発生が不安定となる場合がある。その結果、分散菌捕食による食物連鎖の汚泥減容化の効果が十分に得られなくなる。また、原水の性状変動により、第一生物処理槽で分散菌が発生しすぎて、第二生物処理槽に分散菌が残留すると、処理水質の悪化を招くリスクがある。特許文献１及び２には、第一及び第二生物処理槽へ汚泥を返送することについても一応記載があるが、汚泥の返送比率及びいずれの生物処理槽に汚泥を返送するかについては、適宜設定できるとの記載があるだけで、具体的な提案はなく、原水の性状変動を考慮した設計もなされていない。

【0008】

上記課題を鑑み、本発明は、常時安定した処理水質を維持することができ、余剰汚泥の発生量の低減が可能な有機性廃水の処理方法及び有機性廃水の処理装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために本発明者らが鋭意検討した結果、好気性処理を多段で行うとともに、第１好気性処理槽へ返送する返送汚泥量を適正化することが有効であるとの知見を得た。

【0010】

以上の知見を基礎として完成した本発明の実施の形態は一側面において、有機物を含む原水を第１好気性処理槽内で好気的に処理して第１好気性処理液を得る処理と、第１好気性処理液を第２好気性処理槽内で好気的に処理して第２好気性処理液を得る処理と、第２好気性処理液を固液分離して処理水と分離汚泥とを得る処理と、分離汚泥の一部を第１返送汚泥として引き抜いて第１好気性処理槽へ原水流入水量の５～３０流量％となるように返送する第１返送処理と、第１返送汚泥を引き抜いた後の分離汚泥の少なくとも一部を第２返送汚泥とし、第２返送汚泥を第２好気性処理槽へ返送する第２返送処理とを有する有機性廃水の処理方法である。

【0011】

本発明の実施の形態に係る有機性廃水の処理方法は一実施態様において、第２好気性処理槽内の浮遊汚泥を引き抜いて第１好気性処理槽へ返送する第３返送処理を更に有する。

【0012】

本発明の実施の形態に係る有機性廃水の処理方法は別の一実施態様において、第１好気性処理槽のＢＯＤ汚泥負荷が２～１０ｋｇ／ｋｇ／ｄとなるように第１返送処理を行う。

【0013】

本発明の実施の形態に係る有機性廃水の処理方法は更に別の一実施態様において、第１好気性処理槽の総アルカリ度が１００～５００ｍｇ／Ｌとなるようにアルカリを添加する。

【0014】

本発明の実施の形態に係る有機性廃水の処理方法は更に別の一実施態様において、第１好気性処理槽の溶存酸素濃度が２～７ｍｇ／Ｌとなるように曝気風量を調整する。

【0015】

本発明の実施の形態は別の一側面において、有機物を含む原水を好気的に処理して第１好気性処理液を得る第１好気性処理槽と、第１好気性処理液を好気的に処理して第２好気性処理液を得る第２好気性処理槽と、第２好気性処理液を固液分離して処理水と分離汚泥とを得る固液分離槽と、分離汚泥の一部を第１返送汚泥として引き抜いて第１好気性処理槽へ原水流入水量の５～３０流量％となるように返送する第１返送手段と、第１返送汚泥を引き抜いた後の分離汚泥の少なくとも一部を第２返送汚泥とし、第２返送汚泥を第２好気性処理槽へ返送する第２返送手段とを備える有機性廃水の処理装置である。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、常時安定した処理水質を維持することができ、余剰汚泥の発生量の低減が可能な有機性廃水の処理方法及び有機性廃水の処理装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る廃水処理装置の例を表す概略図である。

【図2】本発明の第２の実施の形態に係る廃水処理装置の例を表す概略図である。

【図3】第１の実施の形態の固液分離槽をＭＢＲ槽とした廃水処理装置の例を表す概略図である。

【図4】第１の実施の形態の第２の固液分離槽をＭＢＲ槽とした廃水処理装置の例を表す概略図である。

【図5】従来の廃水処理装置の例を表す概略図である。

【図6】従来の廃水処理装置の別の例を表す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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。

【0019】

本発明の第１の実施の形態に係る有機性廃水の処理装置は、図１に示すように、有機物を含む原水を好気的に処理して第１好気性処理液を得る第１好気性処理槽１ａと、第１好気性処理液を好気的に処理して第２好気性処理液を得る第２好気性処理槽１ｂと、第２好気性処理液を固液分離して処理水と分離汚泥とを得る固液分離槽２と、分離汚泥の一部を第１返送汚泥として引き抜いて第１好気性処理槽１ａへ原水流入水量の５～３０流量％となるように返送する第１返送手段３と、第１返送汚泥を引き抜いた後の分離汚泥の少なくとも一部を第２返送汚泥とし、第２返送汚泥を第２好気性処理槽１ｂへ返送する第２返送手段４とを備える。

【0020】

原水としては、有機物を含有する廃水であれば特に限定されず、例えば、生活廃水、下水、食品工場、化学工場、パルプ工場などの有機物を含有する種々の有機性廃水が用いられる。以下に限定されないが、無機性浮遊性物質（ＳＳ）が少なく（例えば、ＳＳが０～１００ｍｇ／Ｌ程度）易分解性有機物濃度が高い（例えば、ＢＯＤ値が１０００～２０００ｍｇ／Ｌ程度）食品・飲料系廃水や生活系廃水等のような原水が特に好適に処理される。

【0021】

第１好気性処理槽１ａおよび第２好気性処理槽１ｂとしては、好気性処理槽１内に流入する原水中の有機物（ＢＯＤ）を分解可能な細菌、細菌を捕食する微生物等を含む活性汚泥が内部に収容され、曝気により原水を好適に処理して好気性処理液を得る装置であれば特に限定されないが、例えば、曝気槽や流動担体槽が利用できる。

【0022】

第１好気性処理槽１ａで処理された第１好気性処理液は、第２好気性処理槽１ｂへ導入され、更に処理される。第２好気性処理槽１ｂで処理された第２好気性処理液は、固液分離槽２へ導入され、固液分離槽２内において、処理水と分離汚泥とに分離される。分離汚泥の一部は、第１返送汚泥として、配管等で構成された第１返送手段３を介して第１好気性処理槽１ａへ返送する。第２返送手段４は、分離汚泥の少なくとも一部を第２返送汚泥として、配管等で構成された第２返送手段４を介して第２好気性処理槽１ｂへ返送する。分離汚泥の残部は余剰汚泥として系外へ排出される。

【0023】

なお、原水を第１好気性処理槽１ａへ流入させる配管には流量計（不図示）が設けられていてもよく、第１返送汚泥及び第２返送汚泥の汚泥流量を、原水流入流量に対して制御するための制御手段が設けられていてもよい。また、第１好気性処理槽１ａに溶存酸素濃度（ＤＯ）を測定するためのＤＯ計が設けられ、第１好気性処理槽１ａの曝気風量によりＤＯを制御する制御手段が設けられてもよい。固液分離槽２としては、例えば、沈殿池及びＭＢＲ（膜分離活性汚泥）槽が利用できる。

【0024】

第１好気性処理槽１ａでは、微小動物を増殖させるのに重要なＢＯＤ－ＳＳ負荷、ＤＯ、ｐＨの諸条件を適切に維持することが極めて重要である。特に、原水の濃度、流量等の変動を考慮した有機性廃水の処理を行うためには、第１好気性処理槽１ａとの処理条件との関係において一定の条件を満たすように第１返送手段３の処理条件を調節することが重要である。

【0025】

第１好気性処理槽１ａの役割としては、第１好気性処理槽１ａで分散性細菌等を増殖させ、ＢＯＤを除去したのちに、第２好気性処理槽１ｂにおいて生息する微小動物によって汚泥を捕食させて汚泥減容化を図ることにある。その際、第２好気性処理槽１ｂで増殖させた微小動物を、有機物分解除去の主たる反応槽である第１好気性処理槽１ａに送り込んで、送り込んだ先の第１好気性処理槽１ａのＢＯＤ―ＳＳ負荷を一定の条件で維持させることで、常時安定した処理水質を維持でき、かつ余剰汚泥の発生量を低減できる。

【0026】

第１の実施形態では、第１好気性処理槽１ａへの原水流入水量に対する第１返送汚泥流量の流量比（第１返送汚泥流量／原水流入水量）は、５～３０流量％となるように調整すし、１０～３０流量％、更には１５～３０流量％となるように調整することがより効果的である。第１返送汚泥流量の流量比が多すぎると、原水の性状変動により第１好気性処理槽１ａのＢＯＳ－ＳＳ負荷が急減して分散性細菌の優先的発生が抑制され、汚泥発生量が増加する場合がある。第１返送汚泥流量の流量比が少なすぎると、第１好気性処理槽１ａでのＢＯＤ除去性能が低下し、第１好気性処理液の水質が低下するため、第２好気性処理槽１ｂでの処理が安定的に進まない場合がある。

【0027】

第１好気性処理槽１ａのＢＯＤ－ＳＳ負荷は２～１０ｋｇ／ｋｇ／ｄとなるように調整することが好ましい。第１好気性処理槽１ａおよび第２好気性処理槽１ｂを含む好気性処理槽１全体でのＢＯＤ－ＳＳ負荷は０．１～０．５ｋｇ／ｋｇ／ｄであることが好ましく、より好ましくは０．１５～０．４ｋｇ／ｋｇ／ｄ、更に好ましくは０．２～０．３ｋｇ／ｋｇ／ｄとなるように制御することが効果的である。

【0028】

第１好気性処理槽１ａの総アルカリ度は、１００～５００ｍｇ／Ｌとなるようにアルカリ剤を添加することが好ましく、より好ましくは２００～４００ｍｇ／Ｌ、更には２００～３００ｍｇ／Ｌとすることが効果的である。第１好気性処理槽１ａのｐＨに変動が生じた場合、槽内微生物の菌叢が変化し、処理水質の不安定化および汚泥減容効果の低下を招く要因となる。すなわち、第１好気性処理槽１ａにおけるｐＨ変動が生じないように、ｐＨ緩衝作用を維持することが重要である。第１好気性処理槽１ａのｐＨは６．０～８．５であることが好ましく、より好ましくは７．０～８．０である。第１好気性処理槽１ａの浮遊物質（ＭＬＳＳ）濃度は１０００～４０００ｍｇ／Ｌとすることができ、より典型的には１０００～２０００ｍｇ／Ｌとすることができる。

【0029】

第１好気性処理槽１ａの溶存酸素濃度（ＤＯ）は、２～７ｍｇ／Ｌとなるように曝気風量を調整することが望ましく、更に望ましくは４～６ｍｇ／Ｌとなるように調整することがより効果的である。第２好気性処理槽１ｂのＤＯは１～７ｍｇ／Ｌとなるように調整することが好ましく、更に好ましくは２～４ｍｇ／Ｌ程度に調整すると良い。ＤＯは好気性処理槽内の菌叢に影響を与えており、ＤＯ制御により余剰汚泥削減に効果的な菌叢の維持および安定した処理水質の維持が可能となる。

【0030】

第２好気性処理槽１ｂは活性汚泥方式を採用することが可能であるが、微生物担体を投入した流動担体方式としても同様な汚泥減容効果が得られる。第２好気性処理槽１ｂとしては、ＭＢＲ槽を利用することもできる。ＭＢＲ槽を用いることにより沈殿池が不要となり、装置のコンパクト化が可能となる。さらに第２好気性処理槽１ｂのＭＬＳＳが汚泥の沈降性に影響を受けにくく、所定濃度に安定して維持できるため、第１好気性処理槽１ａへの返送汚泥量を所定量に設定すれば、第１好気性処理槽１ａのＢＯＤ－ＳＳ負荷を安定して設定できる。

【0031】

微生物担体として、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリルアミド、光硬化性樹脂等の合成高分子、カラギーナン、アルギン酸ソーダ等の高分子を用いたゲル担体、ポリエチレンやポリウレタン、ポリプロピレン等からなる流動担体が挙げられる。担体の形状としては球形、四角形、円筒形の何れも使用可能であり、その有効径は第２好気性処理槽１ｂの出口に設けられるスクリーンより安定して分離できる径が好ましい。

【0032】

第２好気性処理槽１ｂのＢＯＤ－ＳＳ負荷は、第１好気性処理槽１ａおよび第２好気性処理槽１ｂを含む好気性処理槽１全体でのＢＯＤ－ＳＳ負荷が０．１～０．５ｋｇ／ｋｇ／ｄとなるように調整される、例えば０．２～０．４ｋｇ／ｋｇ／ｄ、好ましくは０．２～０．３ｋｇ／ｋｇ／ｄとすることが好ましい。第２好気性処理槽１ｂの水理学的滞留時間（ＨＲＴ）は８～２４時間、より好ましくは１２～２４時間、更には２２～２４時間とすることができ、ＭＬＳＳが３０００～５０００ｍｇ／Ｌ、更には４０００～５０００ｍｇ／Ｌとするように処理することが好ましい。

【0033】

第２好気性処理槽１ｂへの原水流入水量に対する第２返送汚泥流量の流量比（第２返送汚泥流量／原水流入水量）は、８０～１００流量％、より好ましくは、８５～９０流量％となるように調整することがより好ましい。これにより、ＢＯＤ－ＳＳ負荷の維持、また活性汚泥を捕食する微小動物の維持が可能という効果が得られる。

【0034】

なお、固液分離槽２として図３に示すような膜分離槽（ＭＢＲ槽）を使用することもできる。固液分離槽２として膜分離槽を用いることにより、沈殿池使用時と比較して分離汚泥のＭＬＳＳ濃度を高く設定することが可能である。その際、第１好気性処理槽１ａへの原水流入水量に対する第１返送汚泥流量の流量比（第１返送汚泥流量／原水流入水量）は、５～１５流量％となるように調整することがより好ましい。また、この場合、第２好気性処理槽１ｂへの原水流入水量に対する第２返送汚泥流量の流量比（第２返送汚泥流量／原水流入水量）は、６０～７０流量％となるように調整する。

【0035】

（処理方法）
第１の実施の形態に係る有機性廃水の処理方法は、まず、原水を第１好気性処理槽１ａ内へ供給し、第１好気性処理槽１ａにおいて原水を好気的に処理する。第１好気性処理槽１ａでは、以下に限定されないが、例えば、ＨＲＴが５時間、ＤＯが２～７ｍｇ／Ｌ、総アルカリ度が２００ｍｇ／Ｌ、ＭＬＳＳが１０００ｍｇ／Ｌとして原水を好気的に処理して第１好気性処理液を得る。

【0036】

続いて第１好気性処理槽１ａで得られた第１好気性処理液を第２好気性処理槽１ｂ内へ供給し、第２好気性処理槽１ｂにおいて第１好気性処理液を更に好気的に処理する。第２好気性処理槽１ｂでは、以下に限定されないが、例えば、ＨＲＴが２２時間、ＤＯが１～７ｍｇ／Ｌ、ＭＬＳＳが４０００ｍｇ／Ｌとして処理液を好気的に処理して第２好気性処理液を得る。第２好気性処理液は、固液分離槽２により処理水と分離汚泥とに分離する。

【0037】

固液分離槽２で得られた微小動物を含む分離汚泥の一部は、第１返送汚泥として第１好気性処理槽１ａへ返送する。第１好気性処理槽１ａには、原水流入水量に対して５～３０流量％となる第１返送汚泥を導入する。微小動物を含む分離汚泥の残りの少なくとも一部はさらに第２返送汚泥として第２好気性処理槽１ｂへ返送する。

【0038】

本発明の第１の実施の形態に係る有機性廃水の処理装置及び処理方法によれば、原水流入水量に対して５～３０流量％となる第１返送汚泥を第１好気性処理槽１ａに導入することにより、ＢＯＤを除去する活性汚泥と活性汚泥を捕食する微小動物を一定量、かつ、それぞれが活性の高い状態で第１好気性処理槽１ａ内に維持することができる。

【0039】

ＢＯＤの除去量によって余剰汚泥の発生量は多少変動する。本発明の第１の実施の形態に係る有機性廃水の処理装置及び処理方法によれば、活性汚泥を捕食する微小動物も一定量、高活性で第１好気性処理槽１ａ内に維持されているため、原水の水量・濃度変動によって余剰汚泥の発生量が変動しても、常時安定した汚泥減容が可能となる。その結果、原水の性状変動が生じても第１好気性処理槽１ａ内における処理を安定化することができ、常時安定した処理水質を維持しながら余剰汚泥の発生量の低減が可能となる。

【0040】

返送流量比が過少である場合、第１好気性処理槽１ａにおいて活性の高い返送汚泥の滞留量が減少することになる。高活性の返送汚泥はＢＯＤ除去の初期過程において駆動力として働き、ＢＯＤ除去を加速させることから、返送汚泥の滞留量が過少であることでＢＯＤ除去が速やかに進行せず、処理水質が悪化する。また、原水の水量・濃度変動によってＢＯＤ負荷が変動した際に対応できず、好気性処理が不安定となる。一方、返送流量比が過大である場合は、第１好気性処理槽１ａにおけるＢＯＤ－ＳＳ負荷が小さくなり、分散性細菌の優先的発生が抑制され、食物連鎖のバランスが崩れ、余剰汚泥発生量の増加につながる。

【0041】

そのような場合においても、第１の実施の形態に係る有機性廃水の処理装置及び処理方法によれば、分離汚泥の一部を第１返送汚泥として引き抜いて第１好気性処理槽１ａへ原水流入水量の５～３０流量％となるように返送する第１返送処理を行うことにより、原水の性状変動に関わらず、常時安定した処理水質を維持することができ、且つ余剰汚泥の発生量の低減が可能となる。なお、第１好気性処理槽１ａの容積は、ＢＯＤ－ＳＳ負荷で設定されるが、第１の実施の形態に係る有機性廃水の処理装置および処理方法によれば、第１好気性処理槽１ａの容積が、第２好気性処理槽１ｂの容積の約１／３～１／１０程度で済むため、小型の第１好気性処理槽１ａを配置するだけで、装置全体の大型化を抑制しながら廃水処理を安定して効率良く処理することができる。

【0042】

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る有機性廃水の処理装置は、図２に示すように、第２好気性処理槽１ｂ内の浮遊汚泥を引き抜いて第１好気性処理槽１ａへ返送する第３返送手段５を更に有する点が、第１の実施の形態に係る有機性廃水の処理装置と異なる。

【0043】

第１好気性処理槽１ａへの原水流入水量に対する第３返送汚泥流量の流量比（第３返送汚泥流量／原水流入水量）を、１～１０流量％、更には５～１０流量％となるように調整することが好ましい。他は、第１の実施の形態に係る有機性廃水の処理装置と実質的に同様であるので説明を省略する。

【0044】

第３返送汚泥は、第２好気性処理槽１ｂの浮遊汚泥であるため、固液分離槽２からの分離汚泥と比較してＤＯが高いことが特徴として挙げられる。そのため、第２の実施の形態に係る有機性廃水の処理装置及びこれを用いた処理方法によれば、第３返送手段５を介して、第２好気性処理槽１ｂ内の浮遊汚泥を引き抜いて第１好気性処理槽１ａへ返送する第３返送処理を行うことにより、第３返送汚泥を第１好気性処理槽１ａへ返送した際に第１好気性処理槽１ａ内のＤＯをより適性な状態に維持することが可能となり、安定した処理水質の維持および余剰汚泥削減に効果的な菌叢の維持が行える。

【0045】

本発明は第１及び第２の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が導出でき、実施段階においては、その要旨を逸脱しない範囲において変形し具体化し得る。

【実施例】

【0046】

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。

【0047】

（実施例１）
有機物（ＢＯＤ）濃度が１０００ｍｇ／Ｌの有機性廃水を原水とし、図１に示す有機性廃水の処理装置を使用して、表１に示す基本処理条件で廃水処理を行った。実施例１では、原水の供給流量を２．５Ｌ／ｄとし、第１好気性処理槽においてはＢＯＤ－ＳＳ負荷を５ｋｇ／ｋｇ／ｄ、ＭＬＳＳ濃度１０００ｍｇ／Ｌ、ＤＯ２～７ｍｇ／Ｌとなる条件で好気的に処理を行った後、固液分離槽にて固液分離を行い、得られた分離汚泥の一部を第１返送汚泥として０．４Ｌ／ｄで第１好気性処理槽へ返送した。第２好気性処理槽においてはＭＬＳＳ濃度４０００ｍｇ／Ｌ、ＤＯ２～７ｍｇ／Ｌとなる条件で好気的に処理を行った後、固液分離槽にて固液分離を行い、得られた分離汚泥の一部を第２返送汚泥として２．２Ｌ／ｄで第２好気性処理槽へ返送した。この時、好気性処理槽全槽におけるＢＯＤ－ＳＳ負荷は０．３ｋｇ／ｋｇ／ｄであった。第１好気性処理槽における総アルカリ度は２００ｍｇ／Ｌとなるようにアルカリを添加した。

【0048】

実施例１では、表１に示す様に、第１好気性処理槽への第１返送汚泥流量が原水流入水量に対する流量比として１５流量％となるように調整し、ＢＯＤ－ＳＳ負荷を５ｋｇ／ｋｇ／ｄとした。

【0049】

比較例１は第１好気性処理槽を設置しない図５の従来の標準活性汚泥処理フローに基づいて、容積が２．５Ｌの好気性処理槽を使用し、表１及び表２に示す条件で廃水処理を行った。比較例１では原水流入水量に対する好気性処理槽への返送汚泥流量比を１００流量％（２．５Ｌ／ｄ）とした。なお、各項目の分析は、下水試験方法（日本下水道協会２０１２年度版）に準拠して行った。

【0050】

【表1】

【0051】

【表2】

【0052】

比較例１は好気性処理槽が１槽のみの従来の活性汚泥処理方式で有機性廃水の処理を行った場合の汚泥発生量および処理水中の溶解性ＢＯＤの分析結果を示している。一方、実施例１は原水流入水量に対する第１返送汚泥流量比が１５流量％、第１好気性処理槽のＢＯＤ－ＳＳ負荷が５ｋｇ／ｋｇ／ｄ、第１好気性処理槽の総アルカリ度が２００ｍｇ／Ｌ、第１好気性処理槽のＤＯが２～７ｍｇ／Ｌの好適な範囲に調整された場合の汚泥発生量および処理水中の溶解性ＢＯＤの分析の結果を示している。実施例１では、比較例１と同程度の安定した処理水質が得られ、さらに比較例１での汚泥発生量と比較して汚泥発生量は４０％削減され、良好な汚泥減容効果が得られた。

【0053】

比較例２は、図１に示す処理装置において、原水流入水量に対する第１返送汚泥流量比を２流量％とし、原水流入水量に対する第２返送汚泥量を２．２Ｌ／ｄとした場合の汚泥発生量および処理水中の溶解性ＢＯＤの結果を示している。比較例２では第１好気性処理槽へ返送される汚泥が少なく、第１好気性処理槽のＢＯＤ－ＳＳ負荷が一時的に急増し、汚泥発生量が増加する。また、活性の高い分離汚泥の返送が少ないため第１好気性処理槽でのＢＯＤ除去性能が低下し、処理水質が悪化した。

【0054】

比較例３は、図１に示す処理装置において、原水流入水量に対する第１返送汚泥流量比を５０流量％とし、原水流入水量に対する第２返送汚泥量を２．２Ｌ／ｄとした場合の汚泥発生量および処理水中の溶解性ＢＯＤの結果を示している。比較例３では第１好気性処理槽へ返送される汚泥が多いため、第１好気性処理槽のＢＯＤ－ＳＳ負荷が一時的に低くなり、分散性細菌の優先的増殖が抑制される。これにより後段の第２好気性処理槽で食物連鎖がうまく進行せず、汚泥発生量が増加し、標準活性汚泥法と同等となり、削減効果は見られない。

【0055】

このように、本開示によれば、有機性廃水を好気的に処理する第１好気性処理槽において、ＢＯＤ－ＳＳ負荷５ｋｇ／ｋｇ／ｄ、ＤＯ２～７ｍｇ／Ｌ、総アルカリ度１００～５００ｍｇ／Ｌの条件で曝気処理を行うことにより、第１好気性処理槽において分散性細菌等を優勢的に増殖させ、第２好気性処理槽において微小動物によってこれらを捕食させることで余剰汚泥の発生が削減できることが分かる。更に、図６に示すように、第２好気性処理槽から固液分離した分離汚泥を、余剰汚泥を第２好気性処理槽へ返送するだけでなく、図１に示すように、原水流入水量の５～３０流量％となる流量で第１好気性処理槽に導入することで、第１好気性処理槽内の活性汚泥保持量がバランスよく維持されることから、第１好気性処理槽において更なるＢＯＤ除去および活性汚泥の捕食が進行し、余剰汚泥の発生をより抑制することが可能となる。

【0056】

（実施例２）
実施例２では、実施例１と同様の有機性廃水を原水とし、図２に示す有機性廃水の処理装置を使用して、原水流入水量に対する第３返送汚泥流量比が５流量％となるように、第１好気性処理槽へ第３返送汚泥を導入し、表３に示す条件になるように調整した。比較例４では、第１好気性処理槽を設置しない図５の従来の標準活性汚泥処理フローに基づいて、表１及び表２に示す条件で廃水処理を行った。

【0057】

【表3】

【0058】

実施例２は原水流入水量に対する第１返送汚泥流量比が１０流量％、原水流入水量に対する第２返送汚泥流量比が７０流量％、原水流入水量に対する第３返送汚泥流量比が５流量％、第１好気性処理槽のＢＯＤ－ＳＳ負荷が５ｋｇ／ｋｇ／ｄ、第１好気性処理槽の総アルカリ度が２００ｍｇ／Ｌ、第１好気性処理槽のＤＯが２～７ｍｇ／Ｌの好適な範囲に調整された場合の汚泥発生量および処理水中の溶解性ＢＯＤの分析の結果を示している。実施例２では、比較例４と比較してより安定した処理水質が得られ、さらに比較例２での汚泥発生量と比較して汚泥発生量は５０％程度削減されることが分かる。

【0059】

このように、第２実施例によれば、有機性廃水を好気的に処理する第１好気性処理槽において、ＢＯＤ－ＳＳ負荷２～１０ｋｇ／ｋｇ／ｄ、ＤＯ２～７ｍｇ／Ｌ、総アルカリ度１００～５００ｍｇ／Ｌの条件で曝気処理を行うことにより、第１好気性処理槽において分散性細菌等を優勢的に増殖させ、第２好気性処理槽において微小動物によってこれらを捕食させることで余剰汚泥の発生が削減できることが分かる。更に第２好気性処理槽から固液分離した分離汚泥を原水流入水量の５～３０流量％となる流量で第１好気性処理槽に導入することで、第１好気性処理槽内の活性汚泥保持量がバランスよく維持されることから、第１好気性処理槽において更なるＢＯＤ除去および活性汚泥の捕食が進行し、余剰汚泥の発生をより抑制することが可能となる。

【0060】

加えて、第３返送汚泥は第２好気性処理槽の浮遊汚泥であるため、固液分離槽からの分離汚泥と比較してＤＯが高いことが特徴として挙げられる。そのため、第３返送汚泥を第１好気性処理槽へ返送した際に第１好気性処理槽内のＤＯをより適性な状態に維持することが可能となり、安定した処理水質の維持および余剰汚泥削減に効果的な菌叢の維持が可能となる。

【符号の説明】

【0061】

１…好気性処理槽
１ａ…第１好気性処理槽
１ｂ…第２好気性処理槽
２…固液分離槽
３…第１返送手段
４…第２返送手段
５…第３返送手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】